KR102085605B1 - Fusion proteins for treating metabolic disorders - Google Patents

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스튜어트 리히트
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Abstract

본 발명은 개선된 제약 특성을 갖는 섬유모세포 성장 인자 21 (FGF21)의 폴리펩티드 및 단백질 변이체를 포함하는 융합 단백질의 확인에 관한 것이다. 대사 상태를 비롯한 FGF21-연관 장애의 치료 방법을 또한 개시한다.The present invention relates to the identification of fusion proteins comprising polypeptides and protein variants of fibroblast growth factor 21 (FGF21) having improved pharmaceutical properties. Also disclosed are methods of treating FGF21-associated disorders, including metabolic conditions.

Description

대사 장애를 치료하기 위한 융합 단백질{FUSION PROTEINS FOR TREATING METABOLIC DISORDERS}FUSION PROTEINS FOR TREATING METABOLIC DISORDERS}

본 발명은 투여받는 대상체에서의 대사 프로파일을 개선시키는 것으로 공지된 섬유모세포 성장 인자 21 (FGF21)을 포함하는 신규한 융합 단백질에 관한 것이다. The present invention relates to novel fusion proteins comprising fibroblast growth factor 21 (FGF21), which are known to improve metabolic profiles in a subject to be administered.

섬유모세포 성장 인자 (FGF) 패밀리는 22개의 유전적으로 구별되는 상동 리간드를 특징으로 하고, 이들은 7개의 서브패밀리로 나누어진다. FGF-21은 FGF-19 및 FGF-23과 가장 밀접하게 관련되고, 이들과 함께 서브패밀리를 형성한다. 이 FGF 서브패밀리는 전형적 FGF에 대해 통상적이지 않은 다양한 생리학적 과정, 즉 에너지 및 담즙산 항상성, 글루코스 및 지질 대사, 및 포스페이트 뿐만 아니라 비타민 D 항상성을 조절한다. 또한, 다른 FGF와 달리, 이 서브패밀리는 내분비 방식으로 작용한다 (문헌 [(Moore, D.D. (2007) Science 316, 1436-8)(Beenken et al. (2009) Nature Reviews Drug Discovery 8, 235)]).The fibroblast growth factor (FGF) family is characterized by 22 genetically distinct homologous ligands, which are divided into seven subfamily. FGF-21 is most closely associated with FGF-19 and FGF-23 and together with them form a subfamily. This FGF subfamily regulates various physiological processes that are not common to typical FGFs: energy and bile acid homeostasis, glucose and lipid metabolism, and phosphate as well as vitamin D homeostasis. In addition, unlike other FGFs, this subfamily acts in an endocrine fashion (Moore, DD (2007) Science 316, 1436-8) (Beenken et al. (2009) Nature Reviews Drug Discovery 8, 235)]).

FGF21은 28개 아미노산 리더 서열 (서열 5)을 함유하는 209개 아미노산 폴리펩티드이다. 인간 FGF21은 마우스 FGF21에 대해 약 79% 아미노산 동일성을, 래트 FGF21에 대해 약 80% 아미노산 동일성을 갖는다. 섬유모세포 성장 인자 21 (FGF21)은 허혈성 혈관 질환, 상처 치유, 및 폐, 기관지 또는 폐포 세포 기능의 손실과 연관된 질환을 위한 치료로서 기재된 바 있다 (문헌 [Nishimura et al. (2000) Biochimica et Biophysica Acta, 1492:203-206]; 특허 공개공보 WO01/36640; 및 특허 공개공보 WO01/18172). FGF-21은 FGF 수용체, 및 FRS2a 및 ERK를 비롯한 하류 신호전달 분자를 활성화시키지만, FGFR과 FGF-21의 직접 상호작용은 검출되지 않았다. 연구는 FGF-21에 대한 세포 반응의 결정자 및 FGFR을 통한 FGF-21 신호전달을 매개하는 보조인자로서, 간, 지방세포 및 췌장에서 고도로 발현되는 β-클로토(β-klotho)를 확인한 바 있다 (문헌 [Kurosu, H. et al. (2007) J Biol Chem 282, 26687-95]). FGF21은 FGFR1(IIIc), FGFR2(IIIc) 및 FGFR3(IIIc) β-클로토 신호전달 복합체의 강력한 효능제이다.FGF21 is a 209 amino acid polypeptide containing 28 amino acid leader sequences (SEQ ID NO: 5). Human FGF21 has about 79% amino acid identity to mouse FGF21 and about 80% amino acid identity to rat FGF21. Fibroblast growth factor 21 (FGF21) has been described as a treatment for ischemic vascular disease, wound healing, and diseases associated with loss of lung, bronchial or alveolar cell function (Nishimura et al. (2000) Biochimica et Biophysica Acta). 1492: 203-206; and Patent Publication WO01 / 36640; and Patent Publication WO01 / 18172. FGF-21 activates FGF receptors and downstream signaling molecules including FRS2a and ERK, but no direct interaction of FGFR with FGF-21 was detected. Research has identified β-klotho, a highly expressed cofactor in the liver, adipocytes and pancreas, as a determinant of cellular responses to FGF-21 and as a cofactor for mediating FGF-21 signaling through FGFR. (Kurosu, H. et al. (2007) J Biol Chem 282, 26687-95). FGF21 is a potent agonist of FGFR1 (IIIc), FGFR2 (IIIc) and FGFR3 (IIIc) β-cloto signaling complexes.

FGF-21은 인슐린-비의존성 글루코스 흡수를 유도하는 것으로 나타났다. FGF-21은 또한 다양한 당뇨병 설치류 모델에서 고혈당증을 개선하는 것으로 나타났다. 또한, FGF-21을 과다발현하는 트랜스제닉 마우스는 식이-유발 대사 이상에 저항성인 것으로 밝혀졌고, 감소된 체중 및 지방량, 인슐린 감수성의 증진이 입증되었다 (문헌 [Badman, M.K. et al. (2007) Cell Metab 5, 426-37]). 당뇨병 비-인간 영장류에 대한 FGF-21의 투여는 공복 혈장 글루코스, 트리글리세리드, 인슐린 및 글루카곤 수준의 감소를 야기하였고, 거의 80%의 HDL 콜레스테롤 증가를 비롯하여 지단백질 프로파일의 유의한 개선을 유도하였다 (문헌 [Kharitonenkov, A. et al. (2007) Endocrinology 148, 774-81]). FGF21 작용의 분자 메카니즘을 조사한 최근 연구는 공복 상태에 대한 적응의 조절을 돕는 중요한 내분비 호르몬으로서의 FGF21을 확인한 바 있다 (문헌 [(Badman et al. (2009) Endocrinology 150, 4931)(Inagaki et al. (2007) Cell Metabolism 5, 415)]). 이것은, 에너지 항상성의 생물학을 조절하는데 있어 간이 신체의 나머지 부분과 소통하게 하는, PPARα 하류의 이전에 상실된 연결 고리를 제공한다 (문헌 [(Galman et al. (2008) Cell Metabolism 8, 169)(Lundasen et al. (2007) Biochemical and Biophysical Research Communications 360, 437)]).FGF-21 has been shown to induce insulin-independent glucose uptake. FGF-21 has also been shown to improve hyperglycemia in various diabetic rodent models. In addition, transgenic mice overexpressing FGF-21 have been shown to be resistant to dietary-induced metabolic abnormalities, and demonstrated reduced weight and fat mass, and enhancement of insulin sensitivity (Badman, MK et al. (2007). Cell Metab 5, 426-37]. Administration of FGF-21 to diabetic non-human primates resulted in a decrease in fasting plasma glucose, triglycerides, insulin and glucagon levels, leading to significant improvements in lipoprotein profiles, including an almost 80% increase in HDL cholesterol. Kharitonenkov, A. et al. (2007) Endocrinology 148, 774-81]. Recent studies investigating the molecular mechanism of FGF21 action have identified FGF21 as an important endocrine hormone that helps regulate adaptation to fasting conditions (Badman et al. (2009) Endocrinology 150, 4931 (Inagaki et al. (2007) Cell Metabolism 5, 415)]). This provides a previously lost link downstream of PPARα that allows the liver to communicate with the rest of the body in regulating the biology of energy homeostasis (Galman et al. (2008) Cell Metabolism 8, 169 (Lundasen et al. (2007) Biochemical and Biophysical Research Communications 360, 437)]).

FGF21은 PPARγ 발현을 억제하고 미토콘드리아 기능을 증가시키는 AMPK/SIRT1/PGC1α 경로의 활성화를 통해 지방세포 항상성을 조절한다 (문헌 [Chau et al. (2010) PNAS 107, 12553]). FGF21은 또한 배양된 인간 근관 및 단리된 마우스 조직에서 측정된 바와 같이 골격근에 의한 글루코스 흡수를 증가시킨다. 설치류 도세포의 FGF21 처리는 ERK1/2 및 Akt 경로의 활성화를 통해 개선된 기능 및 생존을 유도한다 (문헌 [Wente et al. (2006) Diabetes 55, 2470]). FGF21 처리는 또한, 아마도 HNF4α 및 Foxa2 신호전달을 통해, 설치류 간에서의 지질생성 및 지방산 산화 효소에 대한 변경된 유전자 발현을 유발한다.FGF21 regulates adipocyte homeostasis through activation of the AMPK / SIRT1 / PGC1α pathway, which inhibits PPARγ expression and increases mitochondrial function (Chau et al. (2010) PNAS 107, 12553). FGF21 also increases glucose uptake by skeletal muscle as measured in cultured human root canals and isolated mouse tissues. FGF21 treatment of rodent islets leads to improved function and survival through activation of the ERK1 / 2 and Akt pathways (Wente et al. (2006) Diabetes 55, 2470). FGF21 treatment also causes altered gene expression for lipidogenesis and fatty acid oxidase in rodent livers, possibly via HNF4α and Foxa2 signaling.

FGF-21을 생물치료제로서 직접 사용하는 것과 연관된 문제점은 그의 반감기가 매우 짧다는 것이다 (문헌 [Kharitonenkov, A. et al. (2005) Journal of Clinical Investigation 115:1627-1635]). 마우스에서, 인간 FGF21의 반감기는 0.5 내지 1시간이고, 시노몰구스 원숭이에서, 반감기는 2 내지 3시간이다. FGF21은 다용도 멸균 제약 제제로서 이용될 수도 있다. 그러나, 보존제, 즉 m-크레졸은 이들 조건 하에서 그의 안정성에 대해 유해한 영향을 갖는 것으로 결정된 바 있다.A problem associated with the direct use of FGF-21 as a biotherapeutic agent is that its half-life is very short (Kharitonenkov, A. et al. (2005) Journal of Clinical Investigation 115: 1627-1635). In mice, the half-life of human FGF21 is 0.5-1 hour, and in cynomolgus monkeys, the half-life is 2-3 hours. FGF21 can also be used as a versatile sterile pharmaceutical formulation. However, preservatives, ie m-cresols, have been determined to have deleterious effects on their stability under these conditions.

제1형 및 제2형 당뇨병 및 다른 대사 상태의 치료에서 치료제로서 사용하기 위한 FGF21 단백질의 개발 시에는, 반감기 및 안정성의 증가가 바람직할 것이다. 증진된 반감기 및 안정성을 갖는 FGF21 단백질은 환자에게 보다 적은 빈도의 단백질 투여를 허용할 것이다. 명백하게, 치료 단백질 FGF21을 위한 안정한 수성 단백질 제제를 개발할 필요성이 존재한다.In the development of FGF21 protein for use as a therapeutic in the treatment of type 1 and type 2 diabetes and other metabolic conditions, increased half-life and stability would be desirable. FGF21 protein with enhanced half-life and stability will allow patients to receive less frequent protein administration. Clearly, there is a need to develop stable aqueous protein formulations for therapeutic protein FGF21.

또한, 단백질 제약으로서의 FGF21의 개발에서의 유의한 문제는 그의 물리적 및 화학적 불안정성을 극복하는 것이다. 단백질의 조성 다양성 및 특징은 구체적 거동, 예컨대 폴딩, 입체형태적 안정성, 및 언폴딩/변성을 규정한다. 이러한 특징은 수성 단백질 용액을 이용하는 제약 제제 개발의 과정에서 단백질 안정화를 목표로 하는 경우에 다루어져야 한다 (문헌 [Wang, W., Int. J. of Pharmaceutics, 18, (1999)]). 관심있는 치료 단백질, 예를 들어 본 발명의 단백질을 안정화시키는 것의 바람직한 효과는, 단백질분해 및 효소적 분해에 대한 저항성을 증가시킴으로써 단백질 안정성을 개선하고 단백질 응집을 감소시키는 것이다. In addition, a significant problem in the development of FGF21 as a protein pharmaceutical is to overcome its physical and chemical instability. Compositional diversity and characteristics of proteins define specific behaviors such as folding, conformational stability, and unfolding / denaturation. This feature should be addressed when targeting protein stabilization in the development of pharmaceutical formulations using aqueous protein solutions (Wang, W., Int. J. of Pharmaceutics, 18, (1999)). A desirable effect of stabilizing a therapeutic protein of interest, eg, a protein of the present invention, is to improve protein stability and reduce protein aggregation by increasing resistance to proteolytic and enzymatic degradation.

발명의 개요Summary of the Invention

본 발명은 섬유모세포 성장 인자 21 (FGF21)을 포함하고, 제약 제제 조건 하에 야생형 FGF21 및 그의 변이체보다 개선된 제약 특성을 갖는, 예를 들어 더 안정하고, 투여받는 대상체에 대한 대사 파라미터를 개선시키는 능력을 보유하고, 단백질분해 및 효소적 분해에 덜 민감하고, 응집하여 복합체를 형성할 가능성이 적은 신규한 융합 단백질의 확인에 관한 것이다. 본 발명의 융합 단백질은 FGF21의 말단절단, 돌연변이 및 변이를 포함한다.The present invention comprises fibroblast growth factor 21 (FGF21) and has, under pharmaceutical formulation conditions, improved pharmaceutical properties over wild type FGF21 and its variants, for example, more stable, and the ability to improve metabolic parameters for subjects to be administered. It is directed to the identification of novel fusion proteins that possess a low molecular weight, are less susceptible to proteolytic and enzymatic degradation, and are less likely to aggregate and form complexes. Fusion proteins of the invention include truncations, mutations and mutations of FGF21.

FGF21-연관 장애, 뿐만 아니라 다른 대사, 내분비 및 심혈관 장애, 예컨대 비만, 제1형 및 제2형 당뇨병, 췌장염, 이상지혈증, 비알콜성 지방간 질환 (NAFLD), 비알콜성 지방간염 (NASH), 인슐린 저항성, 고인슐린혈증, 글루코스 불내성, 고혈당증, 대사 증후군, 급성 심근경색, 고혈압, 심혈관 질환, 아테롬성동맥경화증, 말초 동맥 질환, 졸중, 심부전, 관상동맥 심장 질환, 신장 질환, 당뇨병 합병증, 신경병증, 위마비, 인슐린 수용체에서의 중증 불활성화 돌연변이와 연관된 장애, 및 다른 대사 장애를 치료하는 방법, 및 중환자의 사망률 및 이환율을 감소시키는 방법이 또한 개시된다. FGF21-associated disorders, as well as other metabolic, endocrine and cardiovascular disorders such as obesity, type 1 and type 2 diabetes, pancreatitis, dyslipidemia, nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), nonalcoholic steatohepatitis (NASH), Insulin resistance, hyperinsulinemia, glucose intolerance, hyperglycemia, metabolic syndrome, acute myocardial infarction, hypertension, cardiovascular disease, atherosclerosis, peripheral arterial disease, stroke, heart failure, coronary heart disease, kidney disease, diabetic complications, neuropathy, Also disclosed are methods for treating gastric palsy, disorders associated with severe inactivating mutations in insulin receptors, and other metabolic disorders, and methods for reducing mortality and morbidity in critically ill patients.

본 발명의 융합 단백질은 단독으로 또는 경구 항당뇨병제와 조합하여 매주 1회 주사가능한 형태로 사용될 수 있으며, 이는 제1형 및 제2형 당뇨병 환자의 혈당 조절, 체중 및 지질 프로파일을 개선시킬 것이다. 단백질은 또한 비만 또는 다른 FGF21-연관 상태의 치료를 위해 사용될 수 있다. The fusion proteins of the invention may be used in injectable form once weekly, alone or in combination with oral antidiabetic agents, which will improve blood sugar control, body weight and lipid profiles of type 1 and type 2 diabetic patients. Proteins can also be used for the treatment of obesity or other FGF21-associated conditions.

본 발명의 융합 단백질은 제약 제제 조건 하에서 야생형 FGF21보다 더 안정하고, 단백질분해 및 효소적 분해에 덜 민감하고, 응집하여 복합체를 형성할 가능성이 적은 단백질의 제시에 의해, 예를 들어 야생형 FGF21의 투여를 포함하는 단백질 치료제와 연관된 물리적 불안정성의 유의한 난관을 극복한다.The fusion proteins of the invention are more stable than wild type FGF21 under pharmaceutical formulation conditions, are less susceptible to proteolytic and enzymatic degradation, and are less likely to aggregate and form complexes, for example administration of wild type FGF21. Overcome significant challenges of physical instability associated with protein therapeutics, including.

제1 측면에서, 본 발명은 표 1에 열거되고 본원에 추가로 기재된 서열 중 하나 이상을 포함하는 섬유모세포 성장 인자 21 (FGF21) 융합 단백질을 제공한다. 표 1에 열거된 FGF21 서열은 야생형 FGF21 서열, 예를 들어 NCBI 참조 번호 NP_061986.1을 갖고, 예를 들어 키론 코퍼레이션(Chiron Corporation)에 양도된 US 6,716,626B1과 같은 허여된 특허에서 찾을 수 있는 야생형 FGF21 서열의 변이체일 수 있다. In a first aspect, the invention provides a fibroblast growth factor 21 (FGF21) fusion protein comprising one or more of the sequences listed in Table 1 and further described herein. The FGF21 sequence listed in Table 1 has a wild type FGF21 sequence, for example NCBI Ref. No. NP_061986.1, and can be found in a granted wild type FGF21 such as, for example, US 6,716,626B1 assigned to Chiron Corporation. It may be a variant of the sequence.

상기 융합체는, 예를 들어 변이체 FGF21 서열, 예를 들어 표 1의 서열 및 다른 분자 (비-FGF21 부분), 예를 들어 IgG 불변 도메인 또는 그의 단편 (예를 들어 Fc 영역), 인간 혈청 알부민 (HSA) 또는 알부민-결합 폴리펩티드 사이의 융합체일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 분자의 비-FGF21 부분은 Fc 영역이다.Such fusions can be, for example, variant FGF21 sequences, such as the sequences in Table 1 and other molecules (non-FGF21 moieties), eg IgG constant domains or fragments thereof (eg Fc regions), human serum albumin (HSA ) Or a fusion between albumin-binding polypeptide. In a preferred embodiment, the non-FGF21 portion of the molecule is an Fc region.

다른 실시양태는 본 발명의 융합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드, 상기 폴리뉴클레오티드를 함유하는 벡터 및 상기 벡터를 보유하는 숙주 세포에 관한 것이다.Another embodiment relates to a polynucleotide encoding a fusion protein of the invention, a vector containing said polynucleotide and a host cell carrying said vector.

본 발명의 융합 단백질을 생성하는데 사용되는 방법이 본원에 제공되고, 여기서 이러한 방법은, 예를 들어 야생형 FGF21 단백질 내 관심 위치에서의 아미노산의 부위-특이적 혼입을 통한 야생형 FGF21 단백질의 변형, 뿐만 아니라 다른 분자, 예를 들어 lgG 불변 도메인 또는 그의 단편 (예를 들어 Fc 영역), 인간 혈청 알부민 (HSA), 또는 알부민-결합 폴리펩티드와 분자의 FGF21 부분 사이에서의 융합을 포함한다. 상기 변형 및 융합은 단백질의 야생형 버전에 비해 본 발명의 융합 단백질의 생물학적 특성을 증진시키고, 뿐만 아니라 일부 경우에는, 예를 들어 표지 및 단백질 반감기 연장제를 위한 부착지점으로서 작용하고, 고체 지지체의 표면에 상기 변이체를 부착하기 위해 작용한다. 본 발명의 관련 실시양태는 상기 본 발명의 단백질의 생산, 및 상기 변이체 및 융합체를 코딩하는 DNA를 함유하는 벡터의 생산이 가능한 세포의 생산 방법이다.Provided herein are methods for use in generating the fusion proteins of the invention, wherein such methods include, for example, modification of the wild type FGF21 protein, as well as site-specific incorporation of amino acids at positions of interest in the wild type FGF21 protein, as well as Other molecules such as lgG constant domains or fragments thereof (eg Fc regions), human serum albumin (HSA), or albumin-binding polypeptides and fusions between the FGF21 portion of the molecule. Such modifications and fusions enhance the biological properties of the fusion proteins of the invention relative to the wild-type version of the protein, as well as in some cases serve as points of attachment for, for example, labels and protein half-life extenders, and the surface of the solid support Acts to attach the variant to it. A related embodiment of the present invention is a method of producing a cell capable of producing the protein of the present invention and a vector containing a DNA encoding the variant and fusion.

다양한 실시양태에서, 본원에 개시된 본 발명의 융합 단백질은 길이가 8-12개 아미노산 잔기만큼 작은 단편을 비롯한 FGF21 야생형 서열의 하나 이상의 단편을 포함할 수 있고, 여기서 폴리펩티드는 포유동물에서 혈액 글루코스를 저하시킬 수 있다. 다양한 실시양태에서, 본원에 개시된 본 발명의 융합 단백질은, 예를 들어 그의 야생형 서열에 비해 하나 이상의 아미노산 결실, 삽입, 부가 또는 치환을 갖는, FGF21 야생형 서열의 하나 이상의 변이체를 포함할 수 있다.In various embodiments, the fusion proteins of the invention disclosed herein can comprise one or more fragments of the FGF21 wild type sequence, including fragments as small as 8-12 amino acid residues in length, wherein the polypeptide lowers blood glucose in a mammal. You can. In various embodiments, the fusion proteins of the invention disclosed herein can comprise one or more variants of the FGF21 wild type sequence, eg, having one or more amino acid deletions, insertions, additions or substitutions relative to its wild type sequence.

일부 실시양태에서, 본원에 개시된 본 발명의 융합 단백질은 야생형 FGF21에 비해 부위-특이적 아미노산 변형이 이루어진 위치에서든지 또는 이들 단백질의 야생형 버전과 공유하는 아미노산의 위치에서든지 하나 이상의 중합체, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 또는 폴리시알산에 공유적으로 연결될 수 있다. PEG 기는 본 발명의 융합 단백질, 예를 들어 FGF21 단백질 변이체의 구성성분 부분의 생물학적 기능을 증진시키고/거나 저해하지 않는 방식으로 부착된다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 폴리펩티드는 임의로 링커, 예컨대 GS, GGGGSGGGGSGGGGS (서열 6)를 통해 이종 아미노산 서열에 융합될 수 있다. 이종 아미노산 서열은 IgG 불변 도메인 또는 그의 단편 (예를 들어 Fc 영역), 인간 혈청 알부민 (HSA), 또는 알부민-결합 폴리펩티드일 수 있다. 본원에 개시된 이러한 융합 단백질은 또한 다량체를 형성할 수 있다.In some embodiments, the fusion proteins of the present invention disclosed herein may comprise one or more polymers, such as polyethylene glycol (PEG), at the site where site-specific amino acid modifications have been made relative to wild type FGF21, or at the location of amino acids that share a wild type version of these proteins. Or covalently linked to polysialic acid. PEG groups are attached in a manner that does not enhance and / or inhibit the biological function of the constituent portions of the fusion proteins of the invention, eg, FGF21 protein variants. In other embodiments, polypeptides of the invention may optionally be fused to a heterologous amino acid sequence via a linker such as GS, GGGGSGGGGSGGGGS (SEQ ID NO: 6). The heterologous amino acid sequence may be an IgG constant domain or fragment thereof (eg an Fc region), human serum albumin (HSA), or albumin-binding polypeptide. Such fusion proteins disclosed herein may also form multimers.

일부 실시양태에서, 이종 아미노산 서열 (예를 들어 HSA, Fc 등)은 본 발명의 융합 단백질의 아미노-말단에 융합된다. 다른 실시양태에서, 융합 이종 아미노산 서열 (예를 들어 HSA, Fc 등)은 본 발명의 융합 단백질의 카르복실-말단에 융합된다.In some embodiments, the heterologous amino acid sequence (eg HSA, Fc, etc.) is fused to the amino-terminus of the fusion protein of the invention. In other embodiments, the fusion heterologous amino acid sequence (eg HSA, Fc, etc.) is fused to the carboxyl-terminus of the fusion protein of the invention.

또 다른 실시양태는 하나 이상의 FGF21-연관 장애, 예컨대 비만, 제2형 당뇨병, 제1형 당뇨병, 췌장염, 이상지혈증, 비알콜성 지방간 질환 (NAFLD), 비알콜성 지방간염 (NASH), 인슐린 저항성, 고인슐린혈증, 글루코스 불내성, 고혈당증, 대사 증후군, 급성 심근경색, 고혈압, 심혈관 질환, 아테롬성동맥경화증, 말초 동맥 질환, 졸중, 심부전, 관상동맥 심장 질환, 신장 질환, 당뇨병성 합병증, 신경병증, 위마비, 인슐린 수용체에서의 불활성화 돌연변이와 연관된 장애, 및 다른 대사 장애의 치료를 필요로 하는 환자에게 치료 유효량의 하나 이상의 본 발명의 단백질 또는 그의 제약 조성물을 투여하는 것을 포함하는, 상기 장애를 나타내는 환자를 치료하는 방법에 관한 것이다. Another embodiment includes one or more FGF21-associated disorders such as obesity, type 2 diabetes, type 1 diabetes, pancreatitis, dyslipidemia, nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), nonalcoholic steatohepatitis (NASH), insulin resistance , Hyperinsulinemia, glucose intolerance, hyperglycemia, metabolic syndrome, acute myocardial infarction, hypertension, cardiovascular disease, atherosclerosis, peripheral artery disease, stroke, heart failure, coronary heart disease, kidney disease, diabetic complications, neuropathy, stomach Patients exhibiting the disorder comprising administering a therapeutically effective amount of one or more proteins of the invention or a pharmaceutical composition thereof to a patient in need of treatment for paralysis, disorders associated with inactivation mutations in the insulin receptor, and other metabolic disorders It is about how to treat it.

본 발명은 또한 본원에 개시된 본 발명의 융합 단백질 및 제약상 허용되는 제제화 작용제를 포함하는 제약 조성물을 제공한다. 이러한 제약 조성물은 대사 장애를 치료하는 방법에 사용될 수 있고, 방법은 그를 필요로 하는 인간 환자에게 본 발명의 제약 조성물의 투여하는 것을 포함한다. 치료할 수 있는 대사 장애의 비제한적 예는 제1형 및 제2형 당뇨병 및 비만을 포함한다.The invention also provides a pharmaceutical composition comprising the fusion protein of the invention disclosed herein and a pharmaceutically acceptable formulation agent. Such pharmaceutical compositions can be used in methods of treating metabolic disorders, the methods comprising administering a pharmaceutical composition of the invention to a human patient in need thereof. Non-limiting examples of treatable metabolic disorders include type 1 and type 2 diabetes and obesity.

본 발명의 이들 및 다른 측면은 하기 발명의 상세한 설명에서 설명될 것이다.These and other aspects of the invention will be described in the detailed description of the invention that follows.

도 1a-1d는 V188이 ob/ob 당뇨병 마우스 모델에서 V76보다 개선된 효능을 갖는 것을 나타낸다. V188은 킬로그램당 1 밀리그램 (mpk)으로 투여될 때, V76이 킬로그램당 5 밀리그램으로 투여되었을 때에 비해 우수한 결과를 나타낸다. 도 1a는 식후 혈장 글루코스를 판독값으로서 나타낸다 (원형은 비히클 (PBS - 포스페이트 완충 염수)을 나타내고, 사각형은 5 mpk의 V76을 나타내고, 삼각형은 1 mpk의 V188을 나타냄). 도 1b는 식후 혈장 인슐린을 판독값으로서 나타낸다 (왼쪽에서부터 오른쪽으로: 비히클, 5 mpk의 V76 및 1 mpk의 V188). 도 1c는 체중을 판독값으로서 나타낸다 (왼쪽에서부터 오른쪽으로: 비히클, 5 mpk의 V76 및 1 mpk의 V188). 도 1d는 간 지질 함량을 판독값으로서 나타낸다 (왼쪽에서부터 오른쪽으로: 비히클, 5 mpk의 V76 및 1 mpk의 V188).
도 2a-2d는 V101이 ob/ob 당뇨병 마우스 모델에서 V76보다 개선된 효능을 갖는 것을 나타낸다. V101은 킬로그램당 1 밀리그램 (mpk)으로 투여될 때, V76이 킬로그램당 5 밀리그램으로 투여되었을 때에 비해 우수한 결과를 나타낸다. 도 2a는 식후 혈장 글루코스를 판독값으로서 나타낸다 (원형은 비히클 (PBS - 포스페이트 완충 염수)을 나타내고, 사각형은 5 mpk의 V76을 나타내고, 삼각형은 1 mpk의 V101을 나타냄). 도 2b는 식후 혈장 인슐린을 판독값으로서 나타낸다 (왼쪽에서부터 오른쪽으로: 비히클, 5 mpk의 V76 및 1 mpk의 V101). 도 2c는 체중을 판독값으로서 나타낸다 (왼쪽에서부터 오른쪽으로: 비히클, 5 mpk의 V76 및 1 mpk의 V101). 도 2d는 간 지질 함량을 판독값으로서 나타낸다 (왼쪽에서부터 오른쪽으로: 비히클, 5 mpk의 V76 및 1 mpk의 V101).
도 3a-3d는 V103이 ob/ob 당뇨병 마우스 모델에서 V76보다 개선된 효능을 갖는 것을 나타낸다. V103은 킬로그램당 1 밀리그램 (mpk)으로 투여될 때, V76이 킬로그램당 5 밀리그램으로 투여되었을 때에 비해 우수한 결과를 나타낸다. 도 3a는 식후 혈장 글루코스를 판독값으로서 나타낸다 (원형은 비히클 (PBS - 포스페이트 완충 염수)을 나타내고, 사각형은 5 mpk의 V76을 나타내고, 삼각형은 1 mpk의 V103을 나타냄). 도 3b는 식후 혈장 인슐린을 판독값으로서 나타낸다 (왼쪽에서부터 오른쪽으로: 비히클, 5 mpk의 V76 및 1 mpk의 V103). 도 3c는 체중을 판독값으로서 나타낸다 (왼쪽에서부터 오른쪽으로: 비히클, 5 mpk의 V76 및 1 mpk의 V103). 도 3d는 간 지질 함량을 판독값으로서 나타낸다 (왼쪽에서부터 오른쪽으로: 비히클, 5 mpk의 V76 및 1 mpk의 V103).
도 4a-4d는 본 발명의 융합 단백질이 보유하는 당업계의 FGF21 융합 단백질보다 우수한 약동학적 및 열역학적 특성을 입증한다. 도 4a는 마우스에서의 상기 융합체의 IV 주사 후, Fc-L(15)-FGF21 (L98R, P171G) 및 Fc-L(15)-FGF21 (L98R, P171G, A180E)으로 기재된 바와 같은 PCT 공개공보 WO10/129600에서의 본 발명의 융합 단백질의 혈장 농도를 나타낸다. 도 4b는 항-Fc-ELISA에 의해 검정된 바와 같은 마우스에서의 단일 IV 투여 후 본 발명의 융합 단백질 (V101, V103 & V188)의 약동학적 특성을, 항 FGF21 항체 ELISA를 이용한 이전의 연구에서의 V76에 대한 마우스에서 생성된 약동학적 데이터와 비교하여 나타낸다. 도 4c는 120시간 및 15일에서의 Fc-ELISA 데이터와 일치하는, 항-FGF21 웨스턴 블롯에서의 본 발명의 융합 단백질의 무작위 추출 검사를 나타낸다. 블롯에서의 샘플은 하기와 같다: A는 V101을 나타내고, B는 V103을 나타내고, C는 V188을 나타낸다. 대조군은 V101 및 혈청이다. 도 4d는 V76에 비해 유의하게 증가된 본 발명의 융합 단백질의 열역학적 안정성을 입증한다. 위에서부터 아래로, 도면은 V101, V103 및 V188을 나타내며, 이들 모두는 V76 (Tm < 50℃ (나타내지 않음)) 및 야생형 FGF21 (Tm =46.5℃±0.3 (나타내지 않음))에 비해 개선된 용융 온도 (Tm)를 갖는다.
1A-1D show that V188 has improved efficacy over V76 in an ob / ob diabetic mouse model. V188 shows superior results when administered at 1 milligram per kilogram (mpk) compared to when V76 was administered at 5 milligrams per kilogram. 1A shows postprandial plasma glucose as readout (circles represent vehicle (PBS-phosphate buffered saline), squares represent 5 mpk V76, triangles represent 1 mpk V188). 1B shows postprandial plasma insulin as readings (from left to right: vehicle, V76 at 5 mpk and V188 at 1 mpk). 1C shows body weight as reading (from left to right: vehicle, V76 at 5 mpk and V188 at 1 mpk). 1D shows hepatic lipid content as readout (from left to right: vehicle, V76 at 5 mpk and V188 at 1 mpk).
2A-2D show that V101 has improved efficacy over V76 in an ob / ob diabetic mouse model. V101 shows superior results when administered at 1 milligram per kilogram (mpk) compared to when V76 was administered at 5 milligrams per kilogram. 2A shows post-prandial plasma glucose as readout (circles represent vehicle (PBS-phosphate buffered saline), squares represent 5 mpk V76, triangles represent 1 mpk V101). 2B shows postprandial plasma insulin as readings (from left to right: vehicle, V76 at 5 mpk and V101 at 1 mpk). 2C shows body weight as reading (from left to right: vehicle, V76 at 5 mpk and V101 at 1 mpk). 2D shows hepatic lipid content as reading (from left to right: vehicle, V76 at 5 mpk and V101 at 1 mpk).
3A-3D show that V103 has improved efficacy over V76 in an ob / ob diabetic mouse model. V103 shows superior results when administered at 1 milligram per kilogram (mpk) compared to when V76 was administered at 5 milligrams per kilogram. 3A shows postprandial plasma glucose as readout (circles represent vehicle (PBS-phosphate buffered saline), squares represent 5 mpk V76, triangles represent 1 mpk V103). 3B shows postprandial plasma insulin as readings (from left to right: vehicle, V76 at 5 mpk and V103 at 1 mpk). 3C shows body weight as reading (from left to right: vehicle, V76 at 5 mpk and V103 at 1 mpk). 3D shows hepatic lipid content as reading (from left to right: vehicle, V76 at 5 mpk and V103 at 1 mpk).
4A-4D demonstrate pharmacokinetic and thermodynamic properties superior to the FGF21 fusion proteins of the art possessed by the fusion proteins of the present invention. 4A shows PCT publication WO10 as described by Fc-L (15) -FGF21 (L98R, P171G) and Fc-L (15) -FGF21 (L98R, P171G, A180E) following IV injection of the fusion in mice. Plasma concentrations of the fusion proteins of the invention at / 129600. 4B shows the pharmacokinetic properties of the fusion proteins (V101, V103 & V188) of the invention after a single IV administration in mice as assayed by anti-Fc-ELISA, in a previous study using anti-FGF21 antibody ELISA. Shown in comparison to pharmacokinetic data generated in mice for V76. 4C shows a randomized extraction test of the fusion proteins of the invention in anti-FGF21 western blot, consistent with Fc-ELISA data at 120 hours and 15 days. Samples in the blot are as follows: A represents V101, B represents V103 and C represents V188. Controls are V101 and serum. 4D demonstrates the thermodynamic stability of the fusion proteins of the present invention significantly increased compared to V76. From top to bottom, the figures show V101, V103 and V188, all of which are improved over V76 (T m <50 ° C. (not shown)) and wild type FGF21 (T m = 46.5 ° C. ± 0.3 (not shown)). Has a melting temperature (T m ).

본 발명의 융합 단백질은 당업계에 공지된 바와 같은 전장 야생형 FGF21 폴리펩티드의 변형된 버전을 나타낸다. FGF21 야생형 서열은, 예를 들어 FGF21 야생형 서열과 단백질 변이체 간의 비교가 필요한 경우, 참조 서열 (서열 1)로서 작용할 것이다. FGF21 야생형 서열은 NCBI 참조 서열 번호 NP_061986.1을 갖고, 예를 들어 키론 코퍼레이션에 양도된 US 6,716,626B1과 같은 허여된 특허에서 찾을 수 있다 (서열 1).Fusion proteins of the invention represent a modified version of the full length wild type FGF21 polypeptide as known in the art. The FGF21 wild type sequence will serve as a reference sequence (SEQ ID NO: 1), for example, when a comparison between the FGF21 wild type sequence and a protein variant is required. The FGF21 wild type sequence has the NCBI reference sequence number NP_061986.1 and can be found in a granted patent such as US 6,716,626B1 assigned to Chiron Corporation, for example (SEQ ID NO: 1).

Figure 112014038825836-pct00001
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전장 FGF21 폴리펩티드를 코딩하는 상응하는 mRNA 서열 (NCBI 참조 서열 번호 NM_019113.2)은 하기에 나타낸다 (서열 2).The corresponding mRNA sequence (NCBI reference SEQ ID NO: NM_019113.2) encoding the full length FGF21 polypeptide is shown below (SEQ ID NO: 2).

Figure 112014038825836-pct00002
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성숙 FGF21 서열은 리더 서열이 결여되고, 또한 폴리펩티드의 다른 변형, 예컨대 (리더 서열이 있거나 없는) 아미노 말단 및/또는 카르복실 말단의 단백질분해 프로세싱, 보다 큰 전구체로부터의 보다 작은 폴리펩티드 절단, N-연결된 및/또는 O-연결된 글리코실화, 및 당업자에게 이해되는 다른 번역후 변형을 포함할 수 있다. 성숙 FGF21 서열의 대표적인 예는 하기 서열 (서열 3, 전장 FGF21 단백질 서열 (NCBI 참조 서열 번호 NP_061986.1)의 아미노산 위치 29-209를 나타냄)을 갖는다.The mature FGF21 sequence lacks a leader sequence and also undergoes other modifications of the polypeptide, such as proteolytic processing of amino and / or carboxyl ends (with or without leader sequences), smaller polypeptide cleavage from larger precursors, N-linked And / or O-linked glycosylation, and other post-translational modifications as understood by those skilled in the art. Representative examples of mature FGF21 sequences have the following sequence (SEQ ID NO: 3, indicating amino acid positions 29-209 of the full length FGF21 protein sequence (NCBI reference SEQ ID NO: NP_061986.1)).

Figure 112014038825836-pct00003
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성숙 FGF21 폴리펩티드 (서열 3)를 코딩하는 상응하는 cDNA 서열은 하기에 나타낸다 (서열 4).The corresponding cDNA sequence encoding the mature FGF21 polypeptide (SEQ ID NO: 3) is shown below (SEQ ID NO: 4).

Figure 112014038825836-pct00004
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본 발명의 융합 단백질은 본원에 열거된 야생형 단백질의 단백질 변이체 또는 돌연변이체, 예를 들어 FGF21 변이체를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "단백질 변이체", "인간 변이체", "폴리펩티드 또는 단백질 변이체", "변이체", "돌연변이체", 뿐만 아니라 그의 임의의 유사 용어 또는 특정 버전 (예를 들어 "FGF21 단백질 변이체", "변이체", "FGF21 돌연변이체" 등)은 자연 발생 (즉, 야생형) 단백질 또는 폴리펩티드 대응부 또는 상응하는 천연 서열의 변형, 말단절단, 다른 변이를 포함하는 단백질 또는 폴리펩티드 서열을 정의한다. "변이체 FGF21" 또는 "FGF21 돌연변이체"는, 예를 들어 본원에 기재된 바와 같은 야생형 (즉, 자연 발생) FGF21 단백질에 상대하여 기재된다.Fusion proteins of the invention may comprise protein variants or mutants of the wild type proteins listed herein, eg, FGF21 variants. As used herein, the terms “protein variant”, “human variant”, “polypeptide or protein variant”, “variant”, “mutant”, as well as any similar term or specific version thereof (eg “FGF21 protein” Variant "," variant "," FGF21 mutant ", etc.) define a protein or polypeptide sequence comprising a naturally occurring (ie, wild-type) protein or polypeptide counterpart or a modification, truncation, or other variation of the corresponding native sequence. . “Variant FGF21” or “FGF21 mutant” is described, for example, relative to wild-type (ie naturally occurring) FGF21 protein as described herein.

본 발명의 대표적인 융합 단백질 서열은 표 1에 열거된다. 상기 융합체의 기재는 FGF21 변이체, 및 적용가능한 경우 링커를 포함한다. FGF21 변이체에 의해 사용된 변화 또는 치환은 야생형 FGF21에 대해 번호가 매겨지고 기재된다. 예로서, "변이체 101 (V101)" (서열 10)은 2개의 아미노산 링커 및 야생형 FGF21에 대해 이루어진 하기 치환을 갖는 Fc-FGF21 융합체이다: Q55C, A109T, G148C, K150R, P158S, P174L, S195A, P199G, G202A. Representative fusion protein sequences of the invention are listed in Table 1. The description of such fusions includes FGF21 variants, and, where applicable, linkers. Changes or substitutions used by the FGF21 variant are numbered and described for wild type FGF21. By way of example, “Variant 101 (V101)” (SEQ ID NO: 10) is an Fc-FGF21 fusion with the following substitutions made for two amino acid linkers and wild type FGF21: Q55C, A109T, G148C, K150R, P158S, P174L, S195A, P199G , G202A.

표 1. FGF21 변이체 Fc 융합 단백질Table 1. FGF21 variant Fc fusion proteins

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*- 달리 명시되지 않는 한, 상기 표의 FGF21 야생형 서열은 NCBI 참조 서열 번호 NP_061986.1 (서열 1)을 지칭함에 주의한다. FGF21 모이어티 내의 모든 돌연변이 및 상기 돌연변이의 상응하는 아미노산 넘버링은 Fc 및 링커 영역을 또한 포함할 수 있는 전장 서열이 아니라 다시 상기 표에서의 (서열 1)을 지칭한다. * -Unless otherwise specified, note that the FGF21 wild-type sequence in the table refers to NCBI reference SEQ ID NO: NP_061986.1 (SEQ ID NO: 1). All mutations in the FGF21 moiety and the corresponding amino acid numbering of the mutations refer back to (SEQ ID NO: 1) above, rather than the full length sequence, which may also include the Fc and linker regions.

본 발명의 융합 단백질에서 사용되는 변이체 또는 돌연변이체, 예를 들어 야생형 FGF21의 변이체는 야생형 단백질에 비해 하나 이상의 치환된, 부가된 및/또는 제거된 아미노산을 특징으로 한다. 추가로, 변이체는 야생형 단백질에 비해 N- 및/또는 C-말단의 말단절단을 포함할 수 있다. 일반적으로 말하면, 변이체는 야생형 단백질의 일부 변형된 구조적 또는 기능적 특성을 보유한다. 예를 들어 변이체는 농축 용액에서의 증진되거나 또는 개선된 물리적 안정성 (예를 들어 보다 적은 소수성 매개 응집), 혈장과 함께 인큐베이션하는 경우의 증진되거나 또는 개선된 혈장 안정성, 또는 유리한 생물활성 프로파일을 유지하면서 증진되거나 또는 개선된 생물활성을 가질 수 있다. Variants or mutants used in the fusion proteins of the invention, such as those of wild type FGF21, are characterized by one or more substituted, added and / or removed amino acids relative to the wild type protein. In addition, the variants may comprise truncations of the N- and / or C-terminus relative to the wild type protein. Generally speaking, variants retain some modified structural or functional properties of wild type proteins. For example, variants may maintain enhanced or improved physical stability (eg, less hydrophobic mediated aggregation) in concentrated solutions, enhanced or improved plasma stability when incubated with plasma, or an advantageous bioactivity profile. It may have enhanced or improved bioactivity.

본 발명의 융합 단백질의 부분과 그의 야생형 비교 단백질 사이의 차이를 구성하는 허용되는 아미노산 치환 및 변형은 비-자연 발생 아미노산 유사체에 의한 치환을 비롯한 하나 이상의 아미노산 치환, 및 말단절단을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 따라서, 본 발명의 융합 단백질 (예를 들어 본 발명의 융합 단백질)은, 본원에 기재된 바와 같은 부위-지정 돌연변이체, 말단절단된 폴리펩티드, 단백질분해-저항성 돌연변이체, 응집-감소 돌연변이체, 조합 돌연변이체, 및 융합 단백질을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. Acceptable amino acid substitutions and modifications that make up the difference between a portion of the fusion protein of the invention and its wild type comparison protein include, but are not limited to, one or more amino acid substitutions, including truncation by non-naturally occurring amino acid analogs, and truncation. Does not. Thus, fusion proteins of the invention (eg, fusion proteins of the invention) are site-directed mutants, truncated polypeptides, proteolysis-resistant mutants, aggregation-reducing mutants, combinatorial mutations as described herein. Sieves, and fusion proteins.

단백질 발현 분야의 당업자는 이. 콜라이(E. coli)에서의 발현을 위해, 메티오닌 또는 메티오닌-아르기닌 서열이 임의의 본 발명의 융합 단백질의 N-말단에 도입될 수 있고, 본 발명의 문맥 내에서 고려될 수 있음을 인식할 것이다. One of ordinary skill in the art of protein expression is E. For expression in E. coli, it will be appreciated that methionine or methionine-arginine sequences may be introduced at the N-terminus of any fusion protein of the invention and may be considered within the context of the invention. .

본 발명의 융합 단백질은 제약 보존제 (예를 들어 m-크레졸, 페놀, 벤질 알콜)와의 증가된 상용성을 보유할 수 있고, 따라서 저장 동안 단백질의 생리화학적 특성 및 생물학적 활성을 유지하는 보존된 제약 제제의 제조를 가능하게 한다. 따라서, 야생형에 비해 증진된 제약 안정성을 갖는 변이체는 생물학적 효력을 유지하면서, 생리학적 및 보존된 제약 제제 조건 둘 다 하에서 농축 용액에서의 개선된 물리적 안정성을 갖는다. 비제한적 예로서, 본 발명의 융합 단백질은 그의 야생형 대응부 또는 상응하는 천연 서열보다 단백질분해 및 효소적 분해에 대해 저항성일 수 있고; 개선된 안정성을 가질 수 있고; 응집 가능성이 적을 수 있다. 본원에 사용된 바와 같은 이들 용어는 상호 배타적이거나 제한적이지 않으며, 주어진 변이체가 야생형 단백질의 하나 이상의 변형된 특성을 갖는 것이 전적으로 가능하다.The fusion proteins of the present invention may possess increased compatibility with pharmaceutical preservatives (eg m-cresol, phenol, benzyl alcohol), and thus preserved pharmaceutical formulations that maintain the physicochemical properties and biological activity of the protein during storage. Enables the production of Thus, variants with enhanced pharmaceutical stability compared to wild type have improved physical stability in concentrated solutions under both physiological and preserved pharmaceutical formulation conditions, while maintaining biological potency. As a non-limiting example, a fusion protein of the invention may be more resistant to proteolytic and enzymatic degradation than its wild type counterpart or corresponding native sequence; May have improved stability; The probability of aggregation may be low. These terms, as used herein, are not mutually exclusive or limiting, and it is entirely possible for a given variant to have one or more modified properties of the wild type protein.

본 발명은 또한, 예를 들어 서열 3의 아미노산 서열과 약 95% 이상 동일한 FGF21 아미노산 서열을 포함하지만, FGF21 단백질 변이체에 바람직한 특성, 예를 들어 FGF21-수용체에 대한 개선된 효력, 단백질분해-저항성, 증가된 반감기 또는 응집-감소 특성 및 그의 조합을 부여하는 특정 잔기는 추가로 변형되지 않은 본 발명의 융합 단백질을 코딩하는 핵산 분자를 포함한다. 즉, 단백질분해-저항성, 응집-감소, 또는 다른 특성을 부여하기 위해 변형된 FGF21 돌연변이체 서열 내의 잔기를 제외하고, FGF21 돌연변이체 서열 내의 약 5% (대안적으로 4%, 대안적으로 3%, 대안적으로 2%, 대안적으로 1%)의 다른 모든 아미노산 잔기는 변형될 수 있다. 이러한 FGF21 돌연변이체는 하나 이상의 야생형 FGF21 폴리펩티드의 활성을 보유한다.The invention also includes, for example, an FGF21 amino acid sequence that is at least about 95% identical to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3, but has desirable properties for FGF21 protein variants, such as improved potency, proteolysis-resistance, for FGF21-receptors, Particular residues that confer increased half-life or aggregate-reducing properties and combinations thereof include nucleic acid molecules encoding fusion proteins of the invention that are not further modified. That is, about 5% (alternatively 4%, alternatively 3%) in the FGF21 mutant sequence, except for residues in the FGF21 mutant sequence that have been modified to confer proteolysis-resistance, aggregation-reduction, or other properties. Alternatively 2%, alternatively 1%) of all other amino acid residues may be modified. Such FGF21 mutants retain the activity of one or more wild type FGF21 polypeptides.

본 발명은 또한, 서열 2 또는 서열 4의 뉴클레오티드 서열과 약 85% 이상 동일하고, 더 바람직하게는 약 90 내지 95% 이상 동일한 뉴클레오티드 서열을 포함하는 핵산 분자를 포함하지만, 코딩된 단백질의 단백질분해-저항성, 응집-감소 또는 다른 특성을 부여하는 아미노산 잔기를 코딩하는 뉴클레오티드는 추가로 변형되지 않는다. 즉, 단백질 분해-저항성, 응집-감소 또는 다른 특성을 부여하기 위해 변형된 FGF21 돌연변이체 서열 내의 잔기를 코딩하는 뉴클레오티드를 제외하고, 돌연변이체 서열 내의 약 15%, 더 바람직하게는 약 10 내지 5%의 다른 모든 뉴클레오티드는 변형될 수 있다. 이러한 핵산 분자는 하나 이상의 그의 야생형 대응부의 활성을 보유하는 단백질을 코딩한다.The invention also encompasses nucleic acid molecules comprising a nucleotide sequence that is at least about 85% identical to, and more preferably at least about 90 to 95%, identical to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2 or SEQ ID NO: 4, Nucleotides encoding amino acid residues that confer resistance, aggregation-reduction, or other properties are not further modified. That is, about 15%, more preferably about 10-5%, within the mutant sequence except for nucleotides encoding residues in the modified FGF21 mutant sequence to confer proteolysis-resistance, aggregation-reduction or other properties All other nucleotides of can be modified. Such nucleic acid molecules encode proteins that retain the activity of one or more wild-type counterparts thereof.

본 발명의 융합 단백질을 생성하는데 사용되는 방법이 본원에 제공되고, 여기서 이러한 방법은 야생형 버전의 단백질 (예를 들어 본원에 기재된 바와 같은 FGF21 야생형 단백질)의 부위-특이적 변형 및 비-부위-특이적 변형, 예를 들어 야생형 단백질의 말단절단, 및 야생형 단백질 내 관심 위치에서의 아미노산의 부위-특이적 혼입을 포함한다. 상기 변형은 야생형 단백질에 비해 본 발명의 융합 단백질의 생물학적 특성을 증진시키고, 뿐만 아니라 일부 경우에는, 예를 들어 표지 및 단백질 반감기 연장제를 위한 부착 지점으로서 작용하고, 고체 지지체의 표면에 상기 변이체를 부착하기 위해 작용한다. 본 발명의 관련 실시양태는 상기 본 발명의 융합 단백질의 생산, 및 상기 변이체를 코딩하는 DNA를 함유하는 벡터의 생산이 가능한 세포의 생산 방법이다. Provided herein are methods for use in generating fusion proteins of the invention, wherein such methods are site-specific modifications and non-site-specific of wild-type versions of proteins (eg, FGF21 wild-type proteins as described herein). Modifications, such as truncation of the wild type protein, and site-specific incorporation of amino acids at positions of interest in the wild type protein. Such modifications enhance the biological properties of the fusion proteins of the invention over wild-type proteins, as well as in some cases serve as points of attachment for, for example, labels and protein half-life extenders, and provide the variants to the surface of a solid support. Acts to attach. A related embodiment of the present invention is a method of producing a cell capable of producing the fusion protein of the present invention and a vector containing a DNA encoding the variant.

특정 실시양태에서, 이러한 변형, 예를 들어 부위-특이적 변형은, 예를 들어 본 발명의 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드의 반감기를 연장하거나 또는 달리 생물학적 특성을 개선시키기 위해, 접합체, 예를 들어 PEG 기를 상기 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드에 부착하는데 사용된다. 상기 기술은 본원에 추가로 기재되어 있다. In certain embodiments, such modifications, eg, site-specific modifications, are for example conjugates, eg, to extend the half-life or otherwise improve biological properties of the proteins, polypeptides and / or peptides of the invention. PEG groups are used to attach to the proteins, polypeptides and / or peptides. The technique is further described herein.

다른 실시양태에서, 이러한 변형, 예를 들어 부위-특이적 변형은 본 발명의 단백질의 반감기를 연장하는 다른 중합체, 소분자 및 재조합 단백질 서열을 부착하는데 사용된다. 한 이러한 실시양태는 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드에 대한 지방산 또는 특정 알부민 결합 화합물의 부착을 포함한다. 다른 실시양태에서, 변형은 특정한 아미노산 유형에서 이루어지고, 단백질 상 하나 이상의 부위에 부착될 수 있다.In other embodiments, such modifications, eg, site-specific modifications, are used to attach other polymer, small molecule and recombinant protein sequences that extend the half-life of the protein of the invention. One such embodiment includes the attachment of fatty acids or certain albumin binding compounds to proteins, polypeptides and / or peptides. In other embodiments, the modifications are made at specific amino acid types and can be attached to one or more sites on the protein.

다른 실시양태에서, 이러한 변형, 예를 들어 부위-특이적 변형은 야생형 및/또는 변이 다량체, 예를 들어 이량체 (동종이량체 또는 이종이량체) 또는 삼량체 또는 사량체의 생성을 위한 부착 수단으로서 사용된다. 이들 다량체 단백질 분자는 아미노-말단에서 또는 카르복시-말단에서 다른 단백질, 예컨대 Fc, 인간 혈청 알부민 (HSA) 등에 부착되거나 융합된 PEG, 당 및/또는 PEG-콜레스테롤 접합체와 같은 기를 추가로 가질 수 있다.In other embodiments, such modifications, eg, site-specific modifications, are attachments for the production of wild type and / or variant multimers, eg, dimers (homodimers or heterodimers) or trimers or tetramers. It is used as a means. These multimeric protein molecules may further have groups such as PEG, sugar and / or PEG-cholesterol conjugates attached or fused to other proteins, such as Fc, human serum albumin (HSA), at the amino-terminus or at the carboxy-terminus. .

다른 실시양태에서, 이러한 부위-특이적 변형은 부위-특이적으로 혼입된 피롤리신, 또는 피롤리신 유사체 또는 비-자연 발생 아미노산 (파라-아세틸-Phe, 파라-아지도-Phe)의 위치가 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드의 고체 지지체 표면 상에 대한 제어된 배향 및 부착을 허용하는 것인 상기 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드를 생산하는데 사용되거나 또는 PEG, 당 및/또는 PEG-콜레스테롤 접합체와 같은 기가 부착되도록 하는데 사용된다.In other embodiments, such site-specific modifications include site-specifically incorporated pyrrolysine, or the position of pyrrolysine analogs or non-naturally occurring amino acids (para-acetyl-Phe, para-azido-Phe). Is used to produce such proteins, polypeptides and / or peptides or with PEG, sugar and / or PEG-cholesterol conjugates, wherein the proteins allow controlled orientation and attachment of the proteins, polypeptides and / or peptides on the solid support surface. Used to ensure that the same group is attached.

다른 실시양태에서, 이러한 부위-특이적 변형은 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드를 부위-특이적으로 가교결합시켜 이종이량체 및 이종삼량체를 포함하나 이에 제한되지는 않는 헤테로-올리고머를 형성하는데 사용된다. 다른 실시양태에서, 이러한 부위-특이적 변형은 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드를 부위-특이적으로 가교결합시켜 단백질-단백질 접합체, 단백질-폴리펩티드 접합체, 단백질-펩티드 접합체, 폴리펩티드-폴리펩티드 접합체, 폴리펩티드-펩티드 접합체 또는 펩티드-펩티드 접합체를 형성하는데 사용된다. 다른 실시양태에서, 부위 특이적 변형은 하나 초과의 분자의 유형이 단백질, 폴리펩티드 또는 펩티드의 단일 부위에 부착되는 것을 허용하는 분지화 지점을 포함할 수 있다.In other embodiments, such site-specific modifications are used to site-specifically crosslink proteins, polypeptides and / or peptides to form hetero-oligomers including but not limited to heterodimers and heterotrimers. . In other embodiments, such site-specific modifications site-specifically crosslink proteins, polypeptides, and / or peptides to form protein-protein conjugates, protein-polypeptide conjugates, protein-peptide conjugates, polypeptide-polypeptide conjugates, polypeptide- Used to form peptide conjugates or peptide-peptide conjugates. In other embodiments, site specific modifications may comprise branching points that allow more than one type of molecule to be attached to a single site of a protein, polypeptide or peptide.

다른 실시양태에서, 본원에 열거된 변형은 비-부위-특이적 방식으로 이루어져, 본 발명의 단백질-단백질 접합체, 단백질-폴리펩티드 접합체, 단백질-펩티드 접합체, 폴리펩티드-폴리펩티드 접합체, 폴리펩티드-펩티드 접합체 또는 펩티드-펩티드 접합체를 형성할 수 있다.In other embodiments, the modifications listed herein are made in a non-site-specific manner such that the protein-protein conjugates, protein-polypeptide conjugates, protein-peptide conjugates, polypeptide-polypeptide conjugates, polypeptide-peptide conjugates or peptides of the invention -Peptide conjugates can be formed.

정의Justice

다양한 정의가 본 명세서 전반에 걸쳐 사용된다. 대부분의 단어는 당업자에 의해 그 단어에 부여된 의미를 갖는다. 하기 또는 본 명세서의 다른 곳에서 구체적으로 정의된 단어는 전체로서 본 발명의 문맥에서 제공되고 당업자에 의해 전형적으로 이해되는 바와 같은 의미를 갖는다.Various definitions are used throughout this specification. Most words have the meaning assigned to them by those skilled in the art. Words specifically defined below or elsewhere in this specification have the meaning as provided in the context of the present invention as a whole and as typically understood by one of ordinary skill in the art.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "FGF21"은 섬유모세포 성장 인자 (FGF) 단백질 패밀리의 구성원을 의미한다. FGF21의 아미노산 서열 (진뱅크 등록 번호 NP_061986.1)은 서열 1로서 제시되고, 이의 상응하는 폴리뉴클레오티드 서열은 서열 2 (NCBI 참조 서열 번호 NM_019113.2)로서 제시된다. "FGF21 변이체", "FGF21 돌연변이체" 및 유사한 용어는, 예를 들어 결실되거나, 부가되거나, 변형되거나, 또는 치환된 구성성분 아미노산 잔기를 갖는, FGF21 단백질의 변형된 버전을 설명한다. The term "FGF21" as used herein refers to a member of the fibroblast growth factor (FGF) protein family. The amino acid sequence of FGF21 (GenBank Accession No. NP — 061986.1) is shown as SEQ ID NO: 1 and its corresponding polynucleotide sequence is shown as SEQ ID NO: 2 (NCBI Reference SEQ ID NO: NM_019113.2). "FGF21 variants", "FGF21 mutants" and similar terms describe modified versions of the FGF21 protein, for example with constituent amino acid residues that are deleted, added, modified, or substituted.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "FGF21 수용체"는 FGF21에 대한 수용체를 의미한다 (문헌 [Kharitonenkov,A, et al. (2008) Journal of Cellular Physiology 215:1-7; Kurosu,Het al. (2007) JBC 282:26687-26695; Ogawa, Yet al. (2007) PNAS 104:7432-7437]).The term "FGF21 receptor" as used herein refers to a receptor for FGF21 (Kharitonenkov, A, et al. (2008) Journal of Cellular Physiology 215: 1-7; Kurosu, Het al. (2007) JBC 282: 26687-26695; Ogawa, Yet al. (2007) PNAS 104: 7432-7437].

용어 "FGF21 폴리펩티드"는 인간에서 발현되는 자연 발생 폴리펩티드를 의미한다. 본 개시내용의 목적을 위해, 용어 "FGF21 폴리펩티드"는 임의의 전장 FGF21 폴리펩티드, 예를 들어 209개의 아미노산 잔기로 이루어지고 서열 2의 뉴클레오티드 서열에 의해 코딩되는 서열 1; 181개의 아미노산 잔기로 이루어지고 전장 FGF21 폴리펩티드의 아미노-말단 단부의 28개 아미노산 (즉, 신호 펩티드를 구성하는 것)은 제거된 임의의 성숙 형태의 폴리펩티드를 의미하기 위해 상호교환적으로 사용될 수 있다.The term "FGF21 polypeptide" refers to a naturally occurring polypeptide expressed in humans. For the purposes of the present disclosure, the term “FGF21 polypeptide” refers to any full length FGF21 polypeptide, eg, SEQ ID NO: 1 consisting of 209 amino acid residues and encoded by the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2; The 28 amino acids consisting of 181 amino acid residues and at the amino-terminal end of the full length FGF21 polypeptide (ie, constituting the signal peptide) can be used interchangeably to mean any mature form of polypeptide that has been removed.

본원에 사용된 바와 같은 "변이체 76"은, Cys154를 통해 연결된 40 kDa 분지형 PEG 및 177개 아미노산 야생형 단백질에 대한 8개 점 돌연변이를 특징으로 하는 FGF21 단백질 변이체이다. 변이체의 합성은 본원에 더 상세하게 기재되어 있고, 단백질 서열은 표 1 및 서열 9에 나타나 있다. “Variant 76” as used herein is an FGF21 protein variant characterized by eight point mutations for 40 kDa branched PEG and 177 amino acid wild type proteins linked via Cys154. The synthesis of the variants is described in more detail herein, and the protein sequences are shown in Table 1 and SEQ ID NO: 9.

용어 "단리된 핵산 분자"는 (1) 전체 핵산이 공급원 세포로부터 단리될 때 그와 함께 자연에서 발견되는 단백질, 지질, 탄수화물, 또는 다른 물질의 약 50% 이상으로부터 분리되었거나, (2) "단리된 핵산 분자"가 자연에서는 연결되는 폴리뉴클레오티드의 전부 또는 일부에 연결되지 않거나, (3) 자연에서는 연결되지 않는 폴리뉴클레오티드에 작동가능하게 연결되거나, 또는 (4) 보다 큰 폴리뉴클레오티드 서열의 일부로서 자연에서 발생하지 않는 본 발명의 핵산 분자를 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 단리된 핵산 분자에는 임의의 다른 오염 핵산 분자, 또는 폴리펩티드 생산 또는 그의 치료, 진단, 예방 또는 연구 용도에서 그의 사용을 저해하는 그의 천연 환경에서 발견되는 다른 오염물이 실질적으로 존재하지 않는다.The term “isolated nucleic acid molecule” refers to (1) isolation from at least about 50% of proteins, lipids, carbohydrates, or other substances found in nature with the entire nucleic acid when isolated from source cells, or (2) “isolated”. Nucleic acid molecule "is naturally linked as part of a polynucleotide sequence that is not linked to all or a portion of the polynucleotide to which it is linked in nature, (3) is operably linked to a polynucleotide to which it is not linked in nature, or (4) It means a nucleic acid molecule of the invention that does not occur in. Preferably, the isolated nucleic acid molecule of the present invention is substantially free of any other contaminating nucleic acid molecule, or other contaminant found in its natural environment that inhibits its use in polypeptide production or its therapeutic, diagnostic, prophylactic or research use. I never do that.

용어 "벡터"는 코딩 정보를 숙주 세포에 전달하기 위해 사용되는 임의의 분자 (예를 들어 핵산, 플라스미드 또는 바이러스)를 의미하기 위해 사용된다.The term "vector" is used to mean any molecule (eg, nucleic acid, plasmid or virus) used to deliver coding information to a host cell.

용어 "발현 벡터"는 숙주 세포의 형질전환에 적합하고 삽입된 이종 핵산 서열의 발현을 지시하고/거나 제어하는 핵산 서열을 함유하는 벡터를 의미한다. 발현은 전사, 번역, 및 인트론이 존재할 경우의 RNA 스플라이싱과 같은 과정을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.The term “expression vector” means a vector containing a nucleic acid sequence that is suitable for transformation of a host cell and directs and / or controls the expression of the inserted heterologous nucleic acid sequence. Expression includes, but is not limited to, processes such as transcription, translation, and RNA splicing when introns are present.

용어 "작동가능하게 연결된"은 그렇게 기재된 플랭킹 서열이 그의 통상적인 기능을 수행하도록 설정되거나 또는 조립된 것인 플랭킹 서열의 배열을 의미하기 위해 본원에 사용된다. 융합 단백질의 요소들은 융합 단백질이 자연 발생의 내인성 단백질인 것처럼 기능하도록 하기 위해 및/또는 상승작용적 방식으로 상기 융합 단백질의 이질적인 요소들을 결합시키기 위해 서로 작동가능하게 연결될 수 있다. The term “operably linked” is used herein to mean an arrangement of flanking sequences in which the flanking sequences so described are set up or assembled to perform their usual functions. The elements of the fusion protein may be operably linked to each other to allow the fusion protein to function as if it were a naturally occurring endogenous protein and / or to bind heterologous elements of the fusion protein in a synergistic manner.

뉴클레오티드 수준에서, 코딩 서열에 작동가능하게 연결된 플링킹 서열은 코딩 서열의 복제, 전사 및/또는 번역에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 코딩 서열은 프로모터가 그 코딩 서열의 전사를 지시할 수 있을 때 프로모터에 작동가능하게 연결된 것이다. 플랭킹 서열은 정확하게 기능하는 한, 코딩 서열에 인접할 필요가 없다. 따라서, 예를 들어 비번역되지만 전사되는 개재 서열이 프로모터 서열과 코딩 서열 사이에 존재할 수 있고, 프로모터 서열은 여전히 코딩 서열에 "작동가능하게 연결된" 것으로 간주될 수 있다.At the nucleotide level, a fling sequence operably linked to a coding sequence can affect the replication, transcription and / or translation of the coding sequence. For example, a coding sequence is one that is operably linked to a promoter when the promoter can direct the transcription of that coding sequence. The flanking sequences need not be adjacent to the coding sequence as long as they function correctly. Thus, for example, an untranslated but transcribed intervening sequence may be present between the promoter sequence and the coding sequence, and the promoter sequence may still be considered "operably linked" to the coding sequence.

용어 "숙주 세포"는 핵산 서열로 형질전환되었거나 형질전환될 수 있고 이어서 선택된 관심 유전자를 발현할 수 있는 세포를 의미하기 위해 사용된다. 상기 용어는 선택된 유전자가 존재하는 한, 자손의 형태 또는 유전적 구성이 본래의 모세포와 동일한지의 여부와는 상관없이 모 세포의 자손을 포함한다.The term “host cell” is used to mean a cell that can be transformed or transformed with a nucleic acid sequence and then can express a gene of interest of choice. The term includes the progeny of the parent cell, as long as the selected gene is present, whether or not the form or genetic makeup of the progeny is identical to the original parent cell.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "아미노산"은 자연 발생 아미노산, 비천연 아미노산, 아미노산 유사체, 및 자연 발생 아미노산과 유사한 방식으로 기능하는 아미노산 모방체 (이들 모두는 그 구조가 D 및 L 입체이성질체 형태를 허용하는 경우 이러한 입체이성질체 형태임)를 의미한다. 아미노산은 본원에서 그의 명칭, 그의 통상적으로 공지된 3문자 기호, 또는 IUPAC-IUB 생화학 명명 위원회(Biochemical Nomenclature Commission)에 의해 권고된 1문자 기호에 의해 지칭된다.As used herein, the term “amino acid” refers to naturally occurring amino acids, non-natural amino acids, amino acid analogs, and amino acid mimetics that function in a similar manner to naturally occurring amino acids, all of which allow D and L stereoisomeric forms In the form of such stereoisomers). Amino acids are referred to herein by their names, their commonly known three letter symbols, or the one letter symbols recommended by the IUPAC-IUB Biochemical Nomenclature Commission.

용어 "자연 발생"은 생물학적 물질, 예컨대 핵산 분자, 폴리펩티드, 숙주 세포 등과 관련하여 사용되는 경우, 자연에서 발견되고 인간에 의해 조작되지 않은 물질의 의미한다. 이와 유사하게, 본원에 사용된 바와 같은 "비-자연 발생"은 자연에서 발견되지 않거나 인간에 의해 구조적으로 변형되거나 합성된 물질을 의미한다. 뉴클레오티드와 관련하여 사용되는 경우, 용어 "자연 발생"은 염기 아데닌 (A), 시토신 (C), 구아닌 (G), 티민 (T) 및 우라실 (U)을 의미한다. 아미노산과 관련하여 사용되는 경우, 용어 "자연 발생"은 20개의 통상적인 아미노산 (즉, 알라닌 (A), 시스테인 (C), 아스파르트산 (D), 글루탐산 (E), 페닐알라닌 (F), 글리신 (G), 히스티딘 (H), 이소류신 (I), 리신 (K), 류신 (L), 메티오닌 (M), 아스파라긴 (N), 프롤린 (P), 글루타민 (Q), 아르기닌 (R), 세린 (S), 트레오닌 (T), 발린 (V), 트립토판 (W), 및 티로신 (Y)), 뿐만 아니라 셀레노시스테인, 피롤리신 (Pyl 또는 O), 및 피롤린-카르복시-리신 (Pcl 또는 Z)을 의미한다.The term “naturally occurring” when used in connection with a biological material such as a nucleic acid molecule, polypeptide, host cell, and the like, means a material found in nature and not manipulated by humans. Similarly, "non-naturally occurring" as used herein means a substance that is not found in nature or that is structurally modified or synthesized by humans. When used in the context of nucleotides, the term “naturally occurring” means base adenine (A), cytosine (C), guanine (G), thymine (T) and uracil (U). When used in connection with amino acids, the term “naturally occurring” refers to 20 common amino acids (ie, alanine (A), cysteine (C), aspartic acid (D), glutamic acid (E), phenylalanine (F), glycine ( G), histidine (H), isoleucine (I), lysine (K), leucine (L), methionine (M), asparagine (N), proline (P), glutamine (Q), arginine (R), serine ( S), threonine (T), valine (V), tryptophan (W), and tyrosine (Y)), as well as selenocysteine, pyrrolysine (Pyl or O), and pyrroline-carboxy-lysine (Pcl or Z).

피롤리신 (Pyl)은 메타노사르시나(Methanosarcina) 과의 메탄생성 고세균의 메틸아민 메틸트랜스퍼라제 내에서 자연적으로 발견되는 아미노산이다. 피롤리신은 각각의 mRNA 내의 인-프레임 UAG 코돈에서 번역과 동시에 혼입되는 리신 유사체이고, 이는 22번째 천연 아미노산으로 간주된다.Pyrrolysine (Pyl) is an amino acid found naturally in the methylamine methyltransferase of methanogenic archaea with Methanosarcina. Pyrrolysine is a lysine analog that is incorporated at the same time as translation in the in-frame UAG codon in each mRNA, which is considered the 22nd natural amino acid.

적어도 PCT 특허 공개공보 WO2010/48582 (출원인 아이알엠, 엘엘씨(IRM, LLC))에 기재된 바와 같이, 이. 콜라이에서 피롤리신 (Pyl)을 생합성하기 위한 시도는 본원에서 피롤린-카르복시-리신 또는 Pcl로 지칭되는 "탈메틸화 피롤리신"의 형성을 유발하였다. 본원에 사용된 바와 같은 "Pcl"은 Pcl-A 또는 Pcl-B를 의미한다.As described in at least PCT patent publication WO2010 / 48582 (filed by ILM, LLC). Attempts to biosynthesize pyrrolysine (Pyl) in E. coli resulted in the formation of “demethylated pyrrolysine” referred to herein as pyrroline-carboxy-lysine or Pcl. "Pcl" as used herein means Pcl-A or Pcl-B.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "비-천연 아미노산" 및 "비천연 아미노산"은 동일하든 상이하든 임의의 유기체로부터의 비변형된 또는 변형된 유전자를 사용하여 임의의 유기체에서 생합성적으로 생성될 수 없는 아미노산 구조를 나타내기 위해 상호교환적으로 사용된다. 상기 용어는 자연 발생 (야생형) FGF21 단백질 서열 또는 본 발명의 서열에 존재하지 않는 아미노산 잔기를 의미한다. 이들은 20개의 자연 발생 아미노산, 셀레노시스테인, 피롤리신 (Pyl), 또는 피롤린-카르복시-리신 (Pcl, 예를 들어 PCT 특허 공개공보 WO2010/48582에 기재된 바와 같은 것) 중 하나가 아닌 변형된 아미노산 및/또는 아미노산 유사체를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 이러한 비-천연 아미노산 잔기는 자연 발생 아미노산의 치환에 의해, 및/또는 비-천연 아미노산의 자연 발생 (야생형) FGF21 단백질 서열 또는 본 발명의 서열 내로의 삽입에 의해 도입될 수 있다. 또한, 비-천연 아미노산 잔기는 목적 관능기, 예를 들어 관능성 모이어티 (예를 들어 PEG)를 연결하는 능력을 FGF21 분자에 부여하도록 혼입될 수 있다. 아미노산과 관련하여 사용되는 경우, 기호 "U"는 본원에 사용된 바와 같은 "비-천연 아미노산" 및 "비천연 아미노산"을 의미할 것이다.As used herein, the terms "non-natural amino acid" and "non-natural amino acid", whether identical or different, cannot be biosynthetically produced in any organism using unmodified or modified genes from any organism. It is used interchangeably to indicate amino acid structure. The term refers to an amino acid residue that is not present in a naturally occurring (wild type) FGF21 protein sequence or a sequence of the invention. These are modified but not one of the 20 naturally occurring amino acids, selenocysteine, pyrrolysine (Pyl), or pyrroline-carboxy-lysine (Pcl, for example as described in PCT Patent Publication WO2010 / 48582). Amino acid and / or amino acid analogues include, but are not limited to. Such non-natural amino acid residues may be introduced by substitution of naturally occurring amino acids and / or by insertion into a naturally occurring (wild type) FGF21 protein sequence or a sequence of the invention. In addition, non-natural amino acid residues may be incorporated to confer FGF21 molecules the ability to link a desired functional group, such as a functional moiety (eg PEG). When used in connection with amino acids, the symbol "U" shall mean "non-natural amino acids" and "non-natural amino acids" as used herein.

또한, 이러한 "비천연 아미노산"은 단백질로의 혼입을 위해 변형된 tRNA 및 변형된 tRNA 신테타제 (RS)를 요구하는 것으로 이해된다. 이들 "선택된" 직교 tRNA/RS 쌍은 슐츠(Schultz) 등에 의해 개발된 선택 방법 또는 무작위 또는 표적화 돌연변이에 의해 생성된다. 예로서, 피롤린-카르복시-리신은 한 유기체로부터 숙주 세포로 이동된 유전자에 의해 생합성적으로 생성된다는 점, 및 천연 tRNA 및 tRNA 신테타제 유전자를 사용하여 단백질에 혼입된다는 점에서 "천연 아미노산"인 반면, p-아미노페닐알라닌 (문헌 [Generation of a bacterium with a 21 amino acid genetic code, Mehl RA, Anderson JC, Santoro SW, Wang L, Martin AB, King DS, Horn DM, Schultz PG. J Am Chem Soc. 2003 Jan 29;125(4):935-9] 참조)은 생합성적으로 생성될지라도, "선택된" 직교 tRNA/tRNA 신테타제 쌍에 의해 단백질에 혼입되기 때문에 "비천연 아미노산"이다.In addition, such “non-natural amino acids” are understood to require modified tRNA and modified tRNA synthetase (RS) for incorporation into proteins. These "selected" orthogonal tRNA / RS pairs are generated by selection methods or random or targeting mutations developed by Schultz et al. For example, pyrroline-carboxy-lysine is a "natural amino acid" in that it is biosynthetically produced by genes transferred from one organism to host cells, and incorporated into proteins using native tRNA and tRNA synthetase genes. P-aminophenylalanine (Generation of a bacterium with a 21 amino acid genetic code, Mehl RA, Anderson JC, Santoro SW, Wang L, Martin AB, King DS, Horn DM, Schultz PG. J Am Chem Soc. 2003 Jan 29; 125 (4): 935-9] are "non-natural amino acids" because they are incorporated into proteins by "selected" orthogonal tRNA / tRNA synthetase pairs, even though biosynthetic.

변형된 코딩된 아미노산은 히드록시프롤린, γ-카르복시글루타메이트, O-포스포세린, 아제티딘카르복실산, 2-아미노아디프산, 3-아미노아디프산, 베타-알라닌, 아미노프로피온산, 2-아미노부티르산, 4-아미노부티르산, 6-아미노카프로산, 2-아미노헵탄산, 2-아미노부티르산, 3-아미노부티르산, 2-아미노피멜산, tert-부틸글리신, 2,4-디아미노이소부티르산, 데스모신, 2,2'-디아미노피멜산, 2,3-디아미노프로프리온산, N-에틸글리신, N-메틸글리신, N-에틸아스파라긴, 호모프롤린, 히드록시리신, 알로-히드록시리신, 3-히드록시프롤린, 4-히드록시프롤린, 이소데스모신, 알로-이소류신, N-메틸알라닌, N-메틸글리신, N-메틸이소류신, N-메틸펜틸글리신, N-메틸발린, 나프트알라닌, 노르발린, 노르류신, 오르니틴, 펜틸글리신, 피페콜산 및 티오프롤린을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 용어 "아미노산"은 또한 특정 유기체 내에서의 대사물이지만 단백질 내로의 혼입을 위한 유전자 코드에 의해 코딩되지 않는 자연 발생 아미노산을 포함한다. 이러한 아미노산은 오르니틴, D-오르니틴 및 D-아르기닌을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.Modified encoded amino acids are hydroxyproline, γ-carboxyglutamate, O-phosphoseline, azetidinecarboxylic acid, 2-aminoadipic acid, 3-aminoadipic acid, beta-alanine, aminopropionic acid, 2-amino Butyric acid, 4-aminobutyric acid, 6-aminocaproic acid, 2-aminoheptanoic acid, 2-aminobutyric acid, 3-aminobutyric acid, 2-aminopimelic acid, tert-butylglycine, 2,4-diaminoisobutyric acid, des Mossin, 2,2'-diaminopimelic acid, 2,3-diaminoproprioric acid, N-ethylglycine, N-methylglycine, N-ethylasparagine, homoproline, hydroxylysine, allo-hydroxylysine, 3-hydroxyproline, 4-hydroxyproline, isodesmocin, allo-isoleucine, N-methylalanine, N-methylglycine, N-methylisoleucine, N-methylpentylglycine, N-methylvaline, naphthalanine, Norvaline, norleucine, ornithine, pentylglycine, pipecolic acid, and thiroline It is not. The term “amino acid” also includes naturally occurring amino acids that are metabolites in certain organisms but are not encoded by the genetic code for incorporation into proteins. Such amino acids include, but are not limited to, ornithine, D-ornithine and D-arginine.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "아미노산 유사체"는 자연 발생 아미노산과 동일한 기본 화학 구조, 일례로서 수소, 카르복실기, 아미노기, 및 R 기에 결합된 α-탄소를 갖는 화합물을 의미한다. 아미노산 유사체는, 가역적으로 또는 비가역적으로 화학적으로 차단되거나, 또는 그의 C-말단 카르복시기, 그의 N-말단 아미노기 및/또는 그의 측쇄 관능기가 화학적으로 변형된 천연 및 비천연 아미노산을 포함한다. 이러한 유사체는 메티오닌 술폭시드, 메티오닌 술폰, S-(카르복시메틸)-시스테인, S-(카르복시메틸)-시스테인 술폭시드, S-(카르복시메틸)-시스테인 술폰, 아스파르트산-(베타-메틸 에스테르), N-에틸글리신, 알라닌 카르복스아미드, 호모세린, 노르류신, 및 메티오닌 메틸 술포늄을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.As used herein, the term "amino acid analog" refers to a compound having the same basic chemical structure as an naturally occurring amino acid, such as hydrogen, a carboxyl group, an amino group, and an α-carbon bonded to an R group. Amino acid analogs include natural and unnatural amino acids that are chemically blocked reversibly or irreversibly, or chemically modified at their C-terminal carboxyl groups, their N-terminal amino groups and / or their side chain functional groups. Such analogues include methionine sulfoxide, methionine sulfone, S- (carboxymethyl) -cysteine, S- (carboxymethyl) -cysteine sulfoxide, S- (carboxymethyl) -cysteine sulfone, aspartic acid- (beta-methyl ester), N-ethylglycine, alanine carboxamide, homoserine, norleucine, and methionine methyl sulfonium.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "아미노산 모방체"는 아미노산의 일반적인 화학 구조와 상이한 구조를 갖지만 자연 발생 아미노산과 유사한 방식으로 기능하는 화학적 화합물을 의미한다.As used herein, the term “amino acid mimetic” refers to a chemical compound that has a structure that differs from the general chemical structure of an amino acid, but which functions in a similar manner to naturally occurring amino acids.

용어 "생물학적 활성 변이체"는 폴리펩티드 변이체에 도입된 변형의 유형이나 수에 상관없이, 그의 야생형 (예를 들어 자연 발생) 단백질 또는 폴리펩티드 대응부의 활성, 예컨대 혈액 글루코스, HbA1c, 인슐린, 트리글리세리드 또는 콜레스테롤 수준을 조절하고; 췌장 기능을 증가시키고; 간 내 지질 수준을 감소시키고; 체중을 감소시키고; 글루코스 내성, 에너지 소비량 또는 인슐린 감수성을 개선시키는 능력을 보유하는, 본 발명의 융합 단백질에서 예를 들어 융합체의 구성성분 단백질로서 사용되는 임의의 폴리펩티드 변이체를 의미한다. 그의 야생형 버전에 비해 다소 감소된 수준의 활성을 보유하는 폴리펩티드 변이체도 생물학적 활성 폴리펩티드 변이체로 간주될 수 있다. 본 발명의 생물학적 활성 폴리펩티드 변이체의 대표적인 비제한적 예는, 변형 후에 야생형 FGF21에 비해 유사하거나 증진된 생물학적 특성을 보유하는 FGF21 변이체이다.The term “biologically active variant” refers to the activity of its wild type (eg naturally occurring) protein or polypeptide counterpart, such as blood glucose, HbA1c, insulin, triglycerides or cholesterol levels, regardless of the type or number of modifications introduced into the polypeptide variant. Adjust; Increase pancreatic function; Reduce liver lipid levels; Reduce weight; By any polypeptide variant used, for example, as a constituent protein of a fusion in a fusion protein of the invention, which possesses the ability to improve glucose tolerance, energy expenditure or insulin sensitivity. Polypeptide variants that possess somewhat reduced levels of activity compared to their wild-type versions can also be considered biologically active polypeptide variants. Representative non-limiting examples of biologically active polypeptide variants of the invention are FGF21 variants that retain similar or enhanced biological properties compared to wild type FGF21 after modification.

용어 "유효량" 및 "치료 유효량"은 각각 야생형 폴리펩티드 또는 단백질 대응부의 하나 이상의 생물학적 활성, 예컨대 혈액 글루코스, 인슐린, 트리글리세리드 또는 콜레스테롤 수준을 저하시키거나; 간 트리글리세리드 또는 지질 수준을 감소시키거나; 체중을 감소시키거나; 또는 글루코스 내성, 에너지 소비량 또는 인슐린 감수성을 개선시키는 능력의 관찰가능한 수준을 지지하기 위해 사용되는 본 발명의 융합 단백질의 양을 의미한다. 예를 들어 FGF21-연관 장애 (예컨대 제1형 또는 제2형 당뇨병, 비만 또는 대사 증후군)를 나타내거나, 이를 앓고 있거나, 또는 앓기 쉬운 환자에게 투여되는 "치료 유효량"은 상기 언급된 장애와 연관된 병리학적 증상, 질환 진행, 생리학적 상태, 또는 상기 장애에 굴복하는 것에 대한 저항성에서의 개선을 유도하거나 향상시키거나 또는 달리 유발하는 양이다. 본 발명의 목적을 위해, "대상체" 또는 "환자"는 바람직하게는 인간이지만, 동물, 보다 구체적으로 반려 동물 (예를 들어 개, 고양이 등), 가축 (예를 들어 소, 양, 돼지, 말 등) 및 실험 동물 (예를 들어 래트, 마우스, 기니 피그 등)일 수도 있다.The terms “effective amount” and “therapeutically effective amount” respectively reduce one or more biological activities, such as blood glucose, insulin, triglyceride or cholesterol levels, of a wild-type polypeptide or protein counterpart; Reduce liver triglycerides or lipid levels; Reduce weight; Or an amount of the fusion protein of the invention used to support an observable level of ability to improve glucose tolerance, energy expenditure or insulin sensitivity. For example, a "therapeutically effective amount" administered to a patient who exhibits, suffers from, or is prone to FGF21-associated disorders (such as type 1 or type 2 diabetes, obesity or metabolic syndrome) is a pathology associated with the disorders mentioned above. It is an amount that induces, enhances, or otherwise induces an improvement in adverse symptoms, disease progression, physiological state, or resistance to succumbing to the disorder. For the purposes of the present invention, "subject" or "patient" is preferably a human, but is an animal, more specifically a companion animal (e.g. dog, cat, etc.), a livestock (e.g. cow, sheep, pig, horse Etc.) and experimental animals (eg rats, mice, guinea pigs, etc.).

본원에 사용된 바와 같은 용어 "제약상 허용되는 담체" 또는 "생리학상 허용되는 담체"는 본 발명의 융합 단백질의 전달을 달성하거나 증진시키기에 적합한 하나 이상의 제제화 물질을 의미한다.As used herein, the term "pharmaceutically acceptable carrier" or "physiologically acceptable carrier" means one or more formulation materials suitable for achieving or enhancing the delivery of the fusion protein of the invention.

용어 "항원"은 항체에 의해 결합될 수 있고, 추가로 그 항원의 에피토프에 결합할 수 있는 항체를 생산하기 위해 동물에서 사용될 수 있는 분자 또는 분자의 일부를 의미한다. 항원은 하나 이상의 에피토프를 가질 수 있다.The term “antigen” refers to a molecule or portion of a molecule that can be bound by an antibody and further used in an animal to produce an antibody that can bind to the epitope of that antigen. The antigen may have one or more epitopes.

용어 "천연 Fc"는 단량체 또는 다량체 형태에 상관없이 전체 항체의 소화로부터 또는 다른 수단에 의해 생성된 비-항원-결합 단편의 서열을 포함하는 분자 또는 서열을 의미하고, 힌지 영역을 함유할 수 있다. 천연 Fc의 본래의 이뮤노글로불린 공급원은 바람직하게는 인간 기원의 것이고, 임의의 이뮤노글로불린일 수 있지만, IgG1 및 IgG2가 바람직하다. 천연 Fc 분자는 공유 (즉, 디술피드 결합) 및 비-공유 회합에 의해 이량체 또는 다량체 형태로 연결될 수 있는 단량체 폴리펩티드로 이루어진다. 천연 Fc 분자의 단량체 서브유닛 사이의 분자간 디술피드 결합의 수는 부류 (예를 들어 IgG, IgA 및 IgE) 또는 하위부류 (예를 들어 IgG1, IgG2, IgG3, IgA1 및 IgGA2)에 따라 1 내지 4 범위이다. 천연 Fc의 하나의 예는 IgG의 파파인 소화로부터 생성되는 디술피드-결합 이량체이다 (문헌 [Ellison et al., 1982, Nucleic Acids Res. 10: 4071-9] 참조). 본원에 사용된 바와 같은 용어 "천연 Fc"는 단량체, 이량체 및 다량체 형태의 총칭이다. The term "natural Fc" means a molecule or sequence comprising the sequence of a non-antigen-binding fragment produced from digestion of the whole antibody or by other means, regardless of monomeric or multimeric form, and may contain a hinge region. have. The original immunoglobulin source of native Fc is preferably of human origin and may be any immunoglobulin, although IgG1 and IgG2 are preferred. Natural Fc molecules consist of monomeric polypeptides that can be linked in dimeric or multimeric form by covalent (ie disulfide bond) and non-covalent association. The number of intermolecular disulfide bonds between monomeric subunits of native Fc molecules ranges from 1 to 4 depending on the class (eg IgG, IgA and IgE) or subclass (eg IgG1, IgG2, IgG3, IgA1 and IgGA2). to be. One example of a native Fc is a disulfide-binding dimer resulting from papain digestion of IgG (see Elllison et al., 1982, Nucleic Acids Res. 10: 4071-9). The term "natural Fc" as used herein is a generic term for monomer, dimer and multimeric forms.

용어 "Fc 변이체"는 천연 Fc로부터 변형되지만 여전히 샐비지(salvage) 수용체인 FcRn (신생아 Fc 수용체)에 대한 결합 부위를 포함하는 분자 또는 서열을 의미한다. 국제 공개 번호 WO 97/34631 및 WO 96/32478에 예시적인 Fc 변이체, 뿐만 아니라 샐비지 수용체와의 상호작용이 기재되어 있고, 이는 본원에 참조로 포함된다. 따라서, 용어 "Fc 변이체"는 비-인간 천연 Fc로부터 인간화된 분자 또는 서열을 포함할 수 있다. 또한, 천연 Fc는 본 발명의 융합 단백질의 융합 분자에 필요하지 않은 구조적 특징 또는 생물학적 활성을 제공하기 때문에 제거될 수 있는 영역을 포함한다. 따라서, 용어 "Fc 변이체"는 (1) 디술피드 결합 형성, (2) 선택된 숙주 세포와의 비상용성, (3) 선택된 숙주 세포에서 발현 시의 N-말단 불균일성, (4) 글리코실화, (5) 보체와의 상호작용, (6) 샐비지 수용체 이외의 Fc 수용체에 대한 결합, 또는 (7) 항체-의존성 세포성 세포독성 (ADCC)에 영향을 주거나, 또는 관련된 하나 이상의 천연 Fc 부위 또는 잔기가 결여되거나, 또는 하나 이상의 Fc 부위 또는 잔기가 변형된 분자 또는 서열을 포함한다. Fc 변이체는 하기에 더 상세하게 기재되어 있다.The term “Fc variant” means a molecule or sequence that is modified from native Fc but still contains a binding site for FcRn (neonatal Fc receptor), which is a salvage receptor. Exemplary Fc variants, as well as interactions with salvage receptors, are described in International Publication Nos. WO 97/34631 and WO 96/32478, which are incorporated herein by reference. Thus, the term “Fc variant” may include molecules or sequences humanized from non-human native Fc. In addition, native Fc includes regions that can be removed because they provide structural features or biological activity that are not required for the fusion molecules of the fusion proteins of the invention. Thus, the term “Fc variant” refers to (1) disulfide bond formation, (2) incompatibility with selected host cells, (3) N-terminal heterogeneity when expressed in selected host cells, (4) glycosylation, (5 ) One or more natural Fc sites or residues that affect, or (6) bind to, Fc receptors other than salvage receptors, or (7) antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) It includes molecules or sequences that are lacking or that have one or more Fc sites or residues modified. Fc variants are described in more detail below.

용어 "Fc 도메인"은 상기 정의된 바와 같은 천연 Fc 및 Fc 변이체 및 서열을 포함한다. Fc 변이체 및 천연 Fc 분자에서와 같이, 용어 "Fc 도메인"은 전체 항체로부터 소화된 것이든 다른 수단에 의해 생성된 것이든 단량체 또는 다량체 형태의 분자를 포함한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, Fc 도메인은, 예를 들어 Fc 도메인과 FGF21 서열 사이의 공유 결합을 통해 FGF21 또는 FGF21 돌연변이체 (FGF21 또는 FGF21 돌연변이체의 말단절단된 형태 포함)에 융합될 수 있다. 이러한 융합 단백질은 Fc 도메인의 회합을 통해 다량체를 형성할 수 있고, 이들 융합 단백질 및 그의 다량체 둘 다 본 발명의 측면이다.The term “Fc domain” includes native Fc and Fc variants and sequences as defined above. As with Fc variants and native Fc molecules, the term “Fc domain” includes molecules in monomeric or multimeric form, whether digested from the whole antibody or produced by other means. In some embodiments of the invention, the Fc domain can be fused to an FGF21 or FGF21 mutant (including a truncated form of the FGF21 or FGF21 mutant), eg, via a covalent bond between the Fc domain and the FGF21 sequence. Such fusion proteins can form multimers through the association of Fc domains, both of which are aspects of the invention.

본원에 사용된 바와 같은 "변형된 Fc 단편"은 변형된 서열을 포함하는 항체의 Fc 단편을 의미할 것이다. Fc 단편은 CH2, CH3 및 힌지 영역의 일부를 포함하는 항체의 일부이다. 변형된 Fc 단편은, 예를 들어 IgG1, IgG2, IgG3 또는 IgG4로부터 유래될 수 있다. FcLALA는 LALA 돌연변이 (L234A, L235A)를 갖는 변형된 Fc 단편이고, 이는 저하된 효율을 갖는 ADCC를 유발하고 인간 보체에 결합하여 이를 약하게 활성화시킨다. 문헌 [Hessell et al. 2007 Nature 449:101-104]. Fc 단편에 대한 추가의 변형은, 예를 들어 미국 특허 번호 7,217,798에 기재되어 있다.As used herein, “modified Fc fragment” shall mean an Fc fragment of an antibody comprising a modified sequence. The Fc fragment is part of an antibody comprising CH2, CH3 and part of the hinge region. Modified Fc fragments can be derived, for example, from IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4. FcLALA is a modified Fc fragment with LALA mutations (L234A, L235A), which causes ADCC with reduced efficiency and binds to human complement and weakly activates it. Hessell et al. 2007 Nature 449: 101-104. Further modifications to the Fc fragment are described, for example, in US Pat. No. 7,217,798.

용어 "이종"은 이들 도메인이 항체의 불변 영역과 연관되어 자연적으로 발견되지 않음을 의미한다. 특히, 이러한 이종 결합 도메인은 4개의 프레임워크 영역 FR1, FR2, FR3 및 FR4 및 이들 사이의 3개의 상보성 결정 영역 (CDR)으로 이루어진 항체 가변 도메인의 전형적인 구조를 갖지 않는다. 따라서 퓨조바디의 각 아암은 항체의 불변 CH1 중쇄 영역의 N-말단 부분에서 공유적으로 연결된 제1 결합 도메인을 포함하는 제1 단일 쇄 폴리펩티드, 및 항체의 불변 CL 경쇄의 N-말단 부분에서 공유적으로 연결된 제2 결합 도메인을 포함하는 제2 단일 쇄 폴리펩티드를 포함한다. 공유 연결은, 예를 들어 펩티드성 결합을 통해 직접적일 수 있거나, 또는 링커, 예를 들어 펩티드성 링커를 통해 간접적일 수 있다. 퓨조바디의 2개의 이종이량체는, 항체 구조와 유사하게, 예를 들어 그의 힌지 영역에서의 1개 이상의 디술피드 가교에 의해 공유적으로 연결된다. 퓨조바디 구조를 갖는 분자의 예, 특히 이종이량체 수용체의 리간드 결합 영역을 포함하는 퓨조바디는 당업계에 기재된 바 있다 (예를 들어 국제 특허 공개공보 WO01/46261 및 WO11/076781 참조).The term “heterologous” means that these domains are not found naturally in association with the constant region of the antibody. In particular, this heterologous binding domain does not have the typical structure of an antibody variable domain consisting of four framework regions FR1, FR2, FR3 and FR4 and three complementarity determining regions (CDRs) between them. Thus each arm of the fuzobody comprises a first single chain polypeptide comprising a first binding domain covalently linked at the N-terminal portion of the constant C H 1 heavy chain region of the antibody, and the N-terminal portion of the constant C L light chain of the antibody. A second single chain polypeptide comprising a second binding domain covalently linked at. Covalent linkages can be direct, for example via peptidic linkages, or indirect through linkers, eg, peptidic linkers. The two heterodimers of the fuzobody are covalently linked, for example by one or more disulfide bridges in their hinge region, similar to the antibody structure. Examples of molecules having a fuzobody structure, in particular the fuzobody comprising the ligand binding region of the heterodimeric receptor, have been described in the art (see, eg, International Patent Publications WO01 / 46261 and WO11 / 076781).

용어 "폴리에틸렌 글리콜" 또는 "PEG"는 커플링제 또는 커플링 또는 활성화 모이어티를 사용한 유도체화가 존재하거나 존재하지 않는 폴리알킬렌 글리콜 화합물 또는 그의 유도체를 의미한다.The term "polyethylene glycol" or "PEG" means a polyalkylene glycol compound or derivative thereof, with or without derivatization with a coupling agent or coupling or activation moiety.

용어 "FGF21-연관 장애" 및 본원에서 유사하게 사용된 용어는 비만, 제1형 및 제2형 당뇨병, 췌장염, 이상지혈증, 비알콜성 지방간 질환 (NAFLD), 비알콜성 지방간염 (NASH), 인슐린 저항성, 고인슐린혈증, 글루코스 불내성, 고혈당증, 대사 증후군, 급성 심근경색, 고혈압, 심혈관 질환, 아테롬성동맥경화증, 말초 동맥 질환, 졸중, 심부전, 관상동맥 심장 질환, 신장 질환, 당뇨병성 합병증, 신경병증, 위마비, 인슐린 수용체에서의 중증 불활성화 돌연변이와 연관된 장애, 및 다른 대사 장애를 포함한다. The term “FGF21-associated disorder” and similar terms used herein refers to obesity, type 1 and type 2 diabetes, pancreatitis, dyslipidemia, nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), nonalcoholic steatohepatitis (NASH), Insulin resistance, hyperinsulinemia, glucose intolerance, hyperglycemia, metabolic syndrome, acute myocardial infarction, hypertension, cardiovascular disease, atherosclerosis, peripheral arterial disease, stroke, heart failure, coronary heart disease, kidney disease, diabetic complications, neuropathy , Gastric palsy, disorders associated with severe inactivation mutations in the insulin receptor, and other metabolic disorders.

용어 "인슐린 수용체에서의 중증 불활성화 돌연변이와 연관된 장애" 및 본원에서 유사하게 사용된 용어는 중증 인슐린 저항성을 유도하지만 종종 (그러나 항상은 아님) 제2형 당뇨병에서 흔한 비만을 보이지 않는 인슐린 수용체 (또는 그로부터 직접 하류인 가능한 단백질)에서의 돌연변이로 인해 고통받는 대상체에서의 상태를 설명한다. 여러 면에서, 이들 상태로 인해 고통받는 대상체는 제1형 당뇨병 및 제2형 당뇨병의 하이브리드 증상을 나타낸다. 이로 인해 고통받는 대상체는 유형 A 인슐린 저항성, 유형 C 인슐린 저항성 (AKA HAIR-AN 증후군), 랩손 멘덴홀(Rabson-Mendenhall) 증후군 및 최종적으로 도노휴(Donohue) 증후군 또는 요정증을 포함하는 대략적인 중증도 증가의 몇몇 카테고리로 나뉜다. 이들 장애는 매우 높은 내인성 인슐린 수준과 연관되고, 매우 종종 고혈당증과 연관된다. 이로 인해 고통받는 대상체는 또한 피부의 접힌 부분에서 고안드로겐증, 다낭성 난소 증후군 (PCOS), 다모증 및 흑색 극세포증 (과도한 성장 및 색소침착)을 비롯한 "인슐린 독성"과 연관된 다양한 임상적 특징을 나타낸다.The term “disorders associated with severe inactivation mutations at insulin receptors” and the term used similarly herein refer to insulin receptors (or, but not always) that show severe (but not always) obesity that is common in type 2 diabetes (or State in a subject suffering from a mutation in a possible protein directly downstream therefrom). In many respects, subjects suffering from these conditions exhibit hybrid symptoms of type 1 diabetes and type 2 diabetes. Subjects suffering from this are approximate severity, including type A insulin resistance, type C insulin resistance (AKA HAIR-AN syndrome), Rapson-Mendenhall syndrome and finally Donohue syndrome or leprosy. It is divided into several categories of increases. These disorders are associated with very high endogenous insulin levels and very often with hyperglycemia. Subjects who suffer from this also exhibit a variety of clinical features associated with "insulin toxicity", including oleodrogenosis, polycystic ovary syndrome (PCOS), hirsutism and melanoma cellulitis (excessive growth and pigmentation) in the folds of the skin.

"제2형 당뇨병"은 인슐린의 이용가능성에도 불구하고 과량의 글루코스 생성을 특징으로 하는 상태이고, 부적절한 글루코스 클리어런스의 결과로서 순환 글루코스 수준이 과도하게 높게 유지된다."Type 2 diabetes" is a condition characterized by excess glucose production despite the availability of insulin, and circulating glucose levels remain excessively high as a result of inadequate glucose clearance.

"제1형 당뇨병"은 인슐린의 완전한 결여에 의해 야기되는 높은 혈액 글루코스 수준을 특징으로 하는 상태이다. 이것은 신체의 면역계가 췌장 내의 인슐린-생산 베타 세포를 공격하여 이를 파괴할 때 발생한다. 이에 따라, 췌장은 인슐린을 거의 또는 전혀 생산하지 않게 된다."Type 1 diabetes" is a condition characterized by high blood glucose levels caused by a complete lack of insulin. This occurs when the body's immune system attacks and destroys insulin-producing beta cells in the pancreas. As a result, the pancreas produces little or no insulin.

"글루코스 불내성" 또는 글루코스 내성 장애 (IGT)는 심혈관 병리상태의 증가된 위험과 연관된 이상혈당증의 당뇨병 전증 상태이다. 당뇨병 전증 상태는 대상체에서 글루코스의 세포 내로의 효율적인 이동 및 효율적인 연료 공급원으로서의 이용을 막아, 혈액 내 글루코스 수준의 상승 및 어느 정도의 인슐린 저항성을 야기한다."Glucose intolerance" or glucose tolerance disorder (IGT) is a prediabetic state of dysglycemia associated with an increased risk of cardiovascular pathology. A prediabetic condition prevents efficient migration of glucose into cells and use as an efficient fuel source in a subject, resulting in elevated blood glucose levels and some insulin resistance.

"고혈당증"은 혈액 내 과량의 당 (글루코스)으로서 정의된다."Hyperglycemia" is defined as excess sugar (glucose) in the blood.

저혈당으로도 불리는 "저혈당증"은 혈액 글루코스 수준이 신체의 활성에 충분한 에너지를 제공하기에는 너무 낮게 떨어졌을 때 발생한다.Also called hypoglycemia, "hypoglycemia" occurs when blood glucose levels drop too low to provide enough energy for the body's activity.

"고인슐린혈증"은 정상보다 높은 수준의 혈액 내 인슐린으로서 정의된다."Hyperinsulinemia" is defined as insulin in the blood at a higher level than normal.

"인슐린 저항성"은 정상적인 양의 인슐린이 정상 미만의 생물학적 반응을 생성하는 상태로서 정의된다."Insulin resistance" is defined as a condition in which normal amounts of insulin produce subnormal biological responses.

"비만"은 인간 대상체에 대해, 주어진 집단의 이상적인 체중보다 20% 초과로 더 높은 체중으로서 정의될 수 있다 (문헌 [R. H. Williams, Textbook of Endocrinology, 1974, p. 904-916])."Obesity" can be defined as a weight greater than 20% higher than the ideal weight of a given population for human subjects (R. H. Williams, Textbook of Endocrinology, 1974, p. 904-916).

"당뇨병성 합병증"은 높은 혈액 글루코스 수준에 의해 야기되는, 다른 신체 기능, 예컨대 신장, 신경 (신경병증), 발 (족부 궤양 및 불량한 순환) 및 눈 (예를 들어 망막병증)의 문제이다. 또한, 당뇨병은 심장 질환 및 골 및 관절 장애의 위험을 증가시킨다. 당뇨병의 다른 장기간 합병증은 피부 문제, 소화 문제, 성 기능장애 및 치아 및 잇몸 문제를 포함한다."Diabetic complications" are problems of other physical functions, such as kidneys, nerves (neuropathy), feet (foot ulcers and poor circulation) and eyes (eg retinopathy) caused by high blood glucose levels. In addition, diabetes increases the risk of heart disease and bone and joint disorders. Other long-term complications of diabetes include skin problems, digestive problems, sexual dysfunction and tooth and gum problems.

"대사 증후군"은 하기 징후 중 3개 이상의 집합으로서 정의될 수 있다: 복부 지방 - 대부분의 남성에서 40-인치 이상의 허리; 고혈당 - 공복 후 110 밀리그램/데시리터 (mg/dl) 이상; 높은 트리글리세리드 - 혈류에서 150 mg/dL 이상; 낮은 HDL - 40 mg/dl 미만; 및 130/85 mmHg 이상의 혈압."Metabolism syndrome" can be defined as a set of three or more of the following signs: abdominal fat-waist more than 40-inch in most men; Hyperglycemia—at least 110 milligrams / deciliter (mg / dl) after fasting; High triglycerides-not less than 150 mg / dL in the bloodstream; Low HDL-less than 40 mg / dl; And blood pressure of at least 130/85 mmHg.

"췌장염"은 췌장의 염증이다."Panitis" is inflammation of the pancreas.

"이상지혈증"은 지단백질 과다생산 또는 결핍을 포함하는 지단백질 대사의 장애이다. 이상지혈증은 혈액 내의 총 콜레스테롤, 저-밀도 지단백질 (LDL) 콜레스테롤 및 트리글리세리드 농도의 상승, 및 고-밀도 지단백질 (HDL) 콜레스테롤 농도의 감소에 의해 나타낼 수 있다."Dyslipidemia" is a disorder of lipoprotein metabolism, including lipoprotein overproduction or deficiency. Dyslipidemia can be manifested by an increase in total cholesterol, low-density lipoprotein (LDL) cholesterol and triglyceride concentrations in the blood, and a decrease in high-density lipoprotein (HDL) cholesterol concentrations.

"비알콜성 지방간 질환 (NAFLD)"은 간세포의 지방 변화를 특징으로 하는, 알콜 소비와 연관되지 않은 간 질환이다."Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD)" is a liver disease that is not associated with alcohol consumption, characterized by fatty changes in hepatocytes.

"비알콜성 지방간염 (NASH)"은 간소엽내 염증 및 섬유증이 동반되는 간세포의 지방 변화를 특징으로 하는, 알콜 소비와 연관되지 않은 간 질환이다."Nonalcoholic steatohepatitis (NASH)" is a liver disease that is not associated with alcohol consumption, characterized by fat changes in hepatocytes accompanied by intrahepatic inflammation and fibrosis.

"고혈압" 또는 높은 혈압은 심혈관 손상 또는 다른 유해한 결과를 유도할 가능성이 있는 수준으로의 전신 동맥 혈압의 일시적인 또는 지속적인 상승이다. 고혈압은 140 mmHg 초과의 수축기 혈압 또는 90 mmHg 초과의 확장기 혈압으로서 임의로 정의된 바 있다."High blood pressure" or high blood pressure is a temporary or sustained elevation of systemic arterial blood pressure to a level likely to induce cardiovascular damage or other adverse consequences. Hypertension has been arbitrarily defined as systolic blood pressure above 140 mmHg or diastolic blood pressure above 90 mmHg.

"심혈관 질환"은 심장 또는 혈관에 관한 질환이다."Cardiovascular disease" is a disease related to the heart or blood vessels.

"급성 심근경색"은 심장의 일부에 대한 혈액 공급의 중단이 있을 때 발생한다. 생성된 허혈 및 산소 부족은, 충분한 기간 동안 치료하지 않고 방치할 경우 심근 조직 (심근)의 손상 또는 사망 (경색증)을 야기할 수 있다."Acute myocardial infarction" occurs when there is a disruption of the blood supply to part of the heart. The resulting ischemia and lack of oxygen can lead to damage or death (infarction) of myocardial tissue (myocardium) if left untreated for a sufficient period of time.

"말초 동맥 질환"은 플라크가 혈액을 두부, 기관 및 사지로 운반하는 동맥에 축적될 때 발생한다. 시간이 경과함에 따라, 플라크는 경화되어 동맥을 좁게 만들 수 있고, 이는 기관 및 신체의 다른 부분으로의 산소-풍부 혈액의 흐름을 제한한다."Peripheral arterial disease" occurs when plaque accumulates in an artery that carries blood to the head, organs, and limbs. Over time, plaques can harden and narrow the arteries, which limits the flow of oxygen-rich blood to organs and other parts of the body.

"아테롬성동맥경화증"은 동맥 내강의 협소화를 야기하고 종국적으로 섬유증 및 석회화로 진행되는, 대동맥 및 중간 크기 동맥의 내막에 불규칙적으로 분포하는 지질 침착물을 특징으로 하는 혈관 질환이다. 병변은 통상적으로 국소적이고, 서서히 및 간헐적으로 진행된다. 혈류 제한은 병변의 분포 및 중증도에 따라 상이한 대부분의 임상 징후를 설명한다."Atheromasclerosis" is a vascular disease characterized by lipid deposits that are irregularly distributed in the lining of aorta and medium arteries, causing narrowing of the arterial lumen and eventually progressing to fibrosis and calcification. Lesions are usually local and progress slowly and intermittently. Blood flow restriction accounts for most clinical signs that vary with the distribution and severity of the lesion.

"졸중"은 24시간보다 오래 지속되는 뇌 순환의 장애에 관한 임의의 급성 임상 사건이다. 졸중은 비가역적인 뇌 손상, 순환이 손상된 뇌 조직의 위치 및 범위에 따른 증상의 유형 및 중증도를 포함한다."Stroke" is any acute clinical event regarding a disorder of cerebral circulation that lasts longer than 24 hours. Stroke includes irreversible brain damage, types and severity of symptoms depending on the location and extent of brain tissue with impaired circulation.

울혈성 심부전으로도 불리는 "심부전"은 심장이 충분한 혈액을 더 이상 신체의 나머지 부분으로 펌프질할 수 없는 상태이다.Also known as congestive heart failure, "heart failure" is a condition in which the heart can no longer pump enough blood to the rest of the body.

관상동맥 질환으로도 불리는 "관상동맥 심장 질환"은 심장에 혈액 및 산소를 공급하는 소혈관의 협소화이다.Coronary heart disease, also called coronary artery disease, is the narrowing of the small blood vessels that supply blood and oxygen to the heart.

"신장 질환" 또는 신병증은 임의의 신장 질환이다. 당뇨병성 신병증은 제1형 또는 제2형 당뇨병을 앓는 사람의 이환 및 사망의 주요 원인이다."Kidney disease" or nephropathy is any kidney disease. Diabetic nephropathy is a major cause of morbidity and death in people with type 1 or type 2 diabetes.

"신경병증"은 뇌신경 또는 말초 또는 자율 신경계를 포함하는 임의의 질환이다."Neuropathy" is any disease that includes the cranial nerve or the peripheral or autonomic nervous system.

"위마비"는 장의 지연 배출을 야기하는 위 연동운동의 약화이다."Gastroparalysis" is a weakening of the stomach peristalsis that causes delayed excretion of the intestines.

본 발명에 의해 포함되는 중환자는 일반적으로 불안정한 대사항진 상태를 경험한다. 이 불안정한 대사 상태는 일부 영양소의 상대적인 결핍을 야기할 수 있는 기질 대사의 변화에 기인한다. 일반적으로 지방 및 근육 둘 다의 증가된 산화가 존재한다.Critically ill patients encompassed by the present invention generally experience an unstable troublesome condition. This unstable metabolic state is due to changes in substrate metabolism that can lead to relative deficiency of some nutrients. Generally there is increased oxidation of both fat and muscle.

또한, 중환자는 바람직하게는 전신 염증 반응 증후군 또는 호흡 곤란을 경험하는 환자이다. 이환율의 감소는 중환자에서 추가의 질병, 상태, 또는 증상이 발병할 가능성의 감소 또는 추가의 질병, 상태, 또는 증상의 중증도의 감소를 의미한다. 예를 들어 이환율의 감소는 균혈증 또는 패혈증 또는 다발성 기관 부전과 연관된 합병증의 발생률의 감소에 상응할 수 있다.In addition, the critical patient is preferably a patient experiencing systemic inflammatory response syndrome or dyspnea. Reduction in morbidity means a reduction in the likelihood of developing additional diseases, conditions, or symptoms in critically ill patients or a reduction in the severity of additional diseases, conditions, or symptoms. For example, a reduction in morbidity may correspond to a reduction in the incidence of complications associated with bacteremia or sepsis or multiple organ failure.

본원에 사용된 바와 같은 단수 형태는 내용상 명백하게 달리 표시되지 않는 한 복수 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "항체"는 2개 이상의 이러한 항체의 혼합물을 포함한다.As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include plural referents unless the content clearly dictates otherwise. Thus, for example, "antibody" includes a mixture of two or more such antibodies.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "약"은 값의 +/- 20%, 보다 바람직하게는 +/- 10%, 보다 더 바람직하게는 +/- 5%를 의미한다.The term "about" as used herein means +/- 20%, more preferably +/- 10%, even more preferably +/- 5% of the value.

용어 "폴리펩티드" 및 "단백질"은 상호교환적으로 사용되고, 임의의 길이의 아미노산의 중합체 형태를 의미하고, 이는 코딩 및 비-코딩 아미노산, 자연 및 비-자연 발생 아미노산, 화학적으로 또는 생화학적으로 변형된 또는 유도체화된 아미노산, 및 변형된 펩티드 백본을 갖는 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 상기 용어는 융합 단백질, 예컨대 비제한적으로 이종 아미노산 서열을 갖는 융합 단백질, 이종 및 상동 리더 서열을 갖고 N-말단 메티오닌 잔기가 존재하거나 존재하지 않는 융합체; 면역학적으로 태그부착된 단백질 등을 포함한다.The terms “polypeptide” and “protein” are used interchangeably and refer to polymer forms of amino acids of any length, which modify coding and non-coding amino acids, naturally and non-naturally occurring amino acids, chemically or biochemically. Polypeptides having modified or derivatized amino acids, and modified peptide backbones. The term refers to fusion proteins such as, but not limited to, fusion proteins having heterologous amino acid sequences, heterologous and homologous leader sequences and with or without N-terminal methionine residues; Immunologically tagged proteins and the like.

용어 "개체", "대상체", "숙주" 및 "환자"는 상호교환적으로 사용되고, 진단, 치료 또는 요법이 요구되는 임의의 대상체, 특히 인간을 의미한다. 다른 대상체는 소, 개, 고양이, 기니 피그, 토끼, 래트, 마우스, 말 등을 포함할 수 있다. 일부 바람직한 실시양태에서, 대상체는 인간이다.The terms “individual”, “subject”, “host” and “patient” are used interchangeably and mean any subject, especially a human, in which a diagnosis, treatment or therapy is required. Other subjects can include cattle, dogs, cats, guinea pigs, rabbits, rats, mice, horses, and the like. In some preferred embodiments, the subject is a human.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "샘플"은 환자로부터의 생물학적 물질을 의미한다. 본 발명에 의해 검정되는 샘플은 임의의 특정한 유형으로 제한되지 않는다. 샘플은 비제한적 예로서 단세포, 다세포, 조직, 종양, 생물학적 유체, 생물학적 분자, 또는 임의의 상기의 것의 상청액 또는 추출물을 포함한다. 예는 생검을 위해 제거된 조직, 절제 동안 제거된 조직, 혈액, 소변, 림프 조직, 림프액, 뇌척수액, 점액 및 대변 샘플을 포함한다. 사용되는 샘플은 검정 형식, 검출 방법 및 검정되는 종양, 조직, 세포 또는 추출물의 특성에 따라 상이할 것이다. 샘플의 제조 방법은 당업계에 널리 공지되어 있고, 이용되는 방법에 적합한 샘플을 얻기 위해 용이하게 변형될 수 있다.As used herein, the term "sample" refers to a biological material from a patient. Samples assayed by the present invention are not limited to any particular type. Samples include, by way of non-limiting example, single cells, multicells, tissues, tumors, biological fluids, biological molecules, or supernatants or extracts of any of the above. Examples include tissue removed for biopsy, tissue removed during ablation, blood, urine, lymphoid tissue, lymph, cerebrospinal fluid, mucus and stool samples. The sample used will vary depending on the assay format, detection method and the nature of the tumor, tissue, cell or extract being assayed. Methods of making samples are well known in the art and can be readily modified to obtain a sample suitable for the method used.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "생물학적 분자"는 폴리펩티드, 핵산 및 사카라이드를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.The term “biological molecule” as used herein includes, but is not limited to, polypeptides, nucleic acids, and saccharides.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "조절하는"은 유전자, 단백질, 또는 세포의 내부, 외부 또는 표면 상 임의의 분자의 질 또는 양의 변화를 나타낸다. 변화는 분자의 발현 또는 수준의 증가 또는 감소일 수 있다. 용어 "조절하다"는 또한 제한 없이 혈액 글루코스, 인슐린, 트리글리세리드 또는 콜레스테롤 수준을 저하시키고; 간 지질 또는 간 트리글리세리드 수준을 감소시키고; 체중을 감소시키고; 글루코스 내성, 에너지 소비, 또는 인슐린 감수성을 개선시키는 능력을 포함하는 생물학적 기능/활성의 질 또는 양의 변화를 포함한다.The term "modulating" as used herein refers to a change in the quality or quantity of a gene, protein, or any molecule on the inside, outside or surface of a cell. The change can be an increase or decrease in the expression or level of the molecule. The term “regulate” also lowers blood glucose, insulin, triglycerides or cholesterol levels without limitation; Reduce hepatic lipid or hepatic triglyceride levels; Reduce weight; Changes in the quality or amount of biological function / activity, including the ability to improve glucose tolerance, energy expenditure, or insulin sensitivity.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "조절제"는 FGF21-연관 장애, 예컨대 제1형 또는 제2형 당뇨병 또는 비만과 같은 대사 상태와 연관된 하나 이상의 생리학적 또는 생화학적 사건을 조절하는 조성물을 의미한다. 상기 사건은 혈액 글루코스, 인슐린, 트리글리세리드 또는 콜레스테롤 수준을 저하시키고; 간 지질 또는 간 트리글리세리드 수준을 감소시키고; 체중을 감소시키고; 글루코스 내성, 에너지 소비, 또는 인슐린 감수성을 개선시키는 능력을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.As used herein, the term "modulator" refers to a composition that modulates one or more physiological or biochemical events associated with metabolic conditions such as FGF21-associated disorders such as type 1 or type 2 diabetes or obesity. The event lowers blood glucose, insulin, triglycerides or cholesterol levels; Reduce hepatic lipid or hepatic triglyceride levels; Reduce weight; Including but not limited to the ability to improve glucose tolerance, energy expenditure, or insulin sensitivity.

"유전자 산물"은 유전자에 의해 발현되거나 생산된 생체중합체 생성물이다. 유전자 산물은, 예를 들어 비스플라이싱된 RNA, mRNA, 스플라이스 변이체 mRNA, 폴리펩티드, 번역후 변형된 폴리펩티드, 스플라이스 변이체 폴리펩티드 등일 수 있다. 또한, 상기 용어에는 RNA 유전자 산물을 주형으로서 사용하여 제조된 생체중합체 생성물 (즉, RNA의 cDNA)이 포함된다. 유전자 산물은 효소적으로, 재조합적으로, 화학적으로, 또는 유전자가 천연인 세포 내에서 생산될 수 있다. 일부 실시양태에서, 유전자 산물이 단백질성이면, 이것은 생물학적 활성을 나타낸다. 일부 실시양태에서, 유전자 산물이 핵산이면, 이것은 생물학적 활성을 나타내는 단백질성 유전자 산물로 번역될 수 있다.A "gene product" is a biopolymer product expressed or produced by a gene. Gene products may be, for example, non-spliced RNA, mRNA, splice variant mRNAs, polypeptides, post-translationally modified polypeptides, splice variant polypeptides, and the like. The term also includes biopolymer products (ie cDNA of RNA) prepared using RNA gene products as templates. Gene products may be produced enzymatically, recombinantly, chemically, or in cells in which the gene is native. In some embodiments, if the gene product is proteinic, it exhibits biological activity. In some embodiments, if the gene product is a nucleic acid, it may be translated into a proteinaceous gene product that exhibits biological activity.

본원에 사용된 바와 같은 "FGF21 활성의 조절"은, 예를 들어 작용제의 FGF21 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드와의 상호작용, FGF21 전사 및/또는 번역의 억제 (예를 들어 FGF21 유전자 또는 FGF21 전사체와의 안티센스 또는 siRNA 상호작용, FGF21 발현을 용이하게 하는 전사 인자의 조절을 통함) 등의 결과일 수 있는 FGF21 활성 각각의 증가 또는 감소를 의미한다. 예를 들어 생물학적 활성의 조절은 생물학적 활성의 증가 또는 감소를 의미한다. FGF21 활성은 제한 없이 대상체에서의 혈액 글루코스, 인슐린, 트리글리세리드 또는 콜레스테롤 수준의 검정, FGF21 폴리펩티드 수준의 평가, 또는 FGF21 전사 수준의 평가를 포함하는 수단에 의해 평가될 수 있다. FGF21 활성의 비교는, 예를 들어 FGF21 하류 바이오마커의 수준 측정, 및 FGF21 신호전달의 증가 측정에 의해서도 달성될 수 있다. FGF21 활성은 세포 신호전달; 키나제 활성; 지방세포 내로의 글루코스 흡수; 혈액 인슐린, 트리글리세리드, 또는 콜레스테롤 수준 변동; 간 지질 또는 간 트리글리세리드 수준 변화; FGF21과 FGF21 수용체 사이의 상호작용; 또는 FGF21 수용체의 인산화 측정에 의해서도 평가될 수 있다. 일부 실시양태에서, FGF21 수용체의 인산화는 티로신 인산화일 수 있다. 일부 실시양태에서, FGF21 활성의 조절은 FGF21-관련 표현형의 조절을 야기할 수 있다.As used herein, “modulation of FGF21 activity” refers to, for example, the interaction of an agent with FGF21 polynucleotides or polypeptides, inhibition of FGF21 transcription and / or translation (eg, antisense with FGF21 gene or FGF21 transcript). Or increases or decreases in each of the FGF21 activity, which may be the result of siRNA interactions, through the regulation of transcription factors that facilitate FGF21 expression. For example, modulation of biological activity means increasing or decreasing biological activity. FGF21 activity can be assessed by means including, without limitation, assays of blood glucose, insulin, triglyceride or cholesterol levels, assessment of FGF21 polypeptide levels, or assessment of FGF21 transcription levels in a subject. Comparison of FGF21 activity can also be achieved, for example, by measuring the level of FGF21 downstream biomarkers, and by measuring the increase in FGF21 signaling. FGF21 activity is determined by cell signaling; Kinase activity; Glucose uptake into adipocytes; Fluctuations in blood insulin, triglycerides, or cholesterol levels; Changes in liver lipid or liver triglyceride levels; Interaction between FGF21 and FGF21 receptors; Or by measuring phosphorylation of the FGF21 receptor. In some embodiments, phosphorylation of the FGF21 receptor may be tyrosine phosphorylation. In some embodiments, modulation of FGF21 activity can result in regulation of FGF21-related phenotypes.

FGF21 활성의 비교는, 예를 들어 FGF21 하류 바이오마커의 수준 측정, 및 FGF21 신호전달의 증가 측정에 의해서도 달성될 수 있다. FGF21 활성은 세포 신호전달; 키나제 활성; 지방세포 내로의 글루코스 흡수; 혈액 인슐린, 트리글리세리드, 또는 콜레스테롤 수준 변동; 간 지질 또는 간 트리글리세리드 수준 변화; FGF21과 수용체 (FGFR-1c, FGFR-2c, 또는 FGFR-3c) 사이의 상호작용; 또는 FGF21 수용체의 인산화 측정에 의해서도 평가될 수 있다. 일부 실시양태에서, FGF21 수용체의 인산화는 티로신 인산화일 수 있다. 일부 실시양태에서, FGF21 활성의 조절은 FGF21-관련 표현형의 조절을 야기할 수 있다.Comparison of FGF21 activity can also be achieved, for example, by measuring the level of FGF21 downstream biomarkers, and by measuring the increase in FGF21 signaling. FGF21 activity is determined by cell signaling; Kinase activity; Glucose uptake into adipocytes; Fluctuations in blood insulin, triglycerides, or cholesterol levels; Changes in liver lipid or liver triglyceride levels; Interaction between FGF21 and the receptor (FGFR-1c, FGFR-2c, or FGFR-3c); Or by measuring phosphorylation of the FGF21 receptor. In some embodiments, phosphorylation of the FGF21 receptor may be tyrosine phosphorylation. In some embodiments, modulation of FGF21 activity can result in regulation of FGF21-related phenotypes.

본원에 사용된 바와 같은 "FGF21 하류 바이오마커"는 유전자 또는 유전자 산물, 또는 유전자 또는 유전자 산물의 측정가능한 표시이다. 일부 실시양태에서, FGF21의 하류 마커인 유전자 또는 활성은 변경된 발현 수준을 나타내거나, 또는 혈관 조직 내에서 나타난다. 일부 실시양태에서, 하류 마커의 활성은 FGF21 조절제의 존재 하에 변경된다. 일부 실시양태에서, 하류 마커는 FGF21이 본 발명의 FGF21 조절제에 의해 교란되는 경우 변경된 발현 수준을 나타낸다. FGF21 하류 마커는 제한 없이 글루코스 또는 2-데옥시-글루코스 흡수, pERK 및 다른 인산화 또는 아세틸화 단백질 또는 NAD 수준을 포함한다."FGF21 downstream biomarker" as used herein is a gene or gene product, or a measurable indication of a gene or gene product. In some embodiments, the gene or activity that is a downstream marker of FGF21 exhibits altered expression levels or appears in vascular tissue. In some embodiments, the activity of the downstream marker is altered in the presence of a FGF21 modulator. In some embodiments, the downstream markers indicate altered expression levels when FGF21 is disrupted by the FGF21 modulator of the invention. FGF21 downstream markers include, without limitation, glucose or 2-deoxy-glucose uptake, pERK and other phosphorylated or acetylated protein or NAD levels.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "상향-조절하다"는 활성 또는 양의 증가, 활성화 또는 자극을 의미한다. 예를 들어 본 발명의 맥락에서, FGF21 조절제는 FGF21 수용체의 활성을 증가시킬 수 있다. 한 실시양태에서, 하나 이상의 FGFR-1c, FGFR-2c 또는 FGFR-3c는 FGF21 조절제에 반응하여 상향-조절될 수 있다. 상향-조절은 또한, 예를 들어 혈액 글루코스, 인슐린, 트리글리세리드 또는 콜레스테롤 수준을 저하시키거나; 간 지질 또는 간 트리글리세리드 수준을 감소시키거나; 체중을 감소시키거나; 글루코스 내성, 에너지 소비량, 또는 인슐린 감수성을 개선시키거나; 또는 FGF21 수용체의 인산화를 야기하거나; 또는 FGF21 하류 마커를 증가시키는 능력과 같은 FGF21-관련 활성을 의미한다. FGFR21 수용체는 FGFR-1c, FGFR-2c 또는 FGFR-3c 중 하나 이상일 수 있다. 상향-조절은 대조군에 비해 적어도 25%, 적어도 50%, 적어도 75%, 적어도 100%, 적어도 150%, 적어도 200%, 적어도 250%, 적어도 400% 또는 적어도 500%일 수 있다. The term "up-regulate" as used herein means an activity or an increase, activation or stimulation of an amount. For example, in the context of the present invention, FGF21 modulators can increase the activity of the FGF21 receptor. In an embodiment, one or more FGFR-1c, FGFR-2c or FGFR-3c can be up-regulated in response to FGF21 modulator. Up-regulation also lowers, for example, blood glucose, insulin, triglycerides or cholesterol levels; Reduce hepatic lipid or hepatic triglyceride levels; Reduce weight; Improve glucose tolerance, energy expenditure, or insulin sensitivity; Or causes phosphorylation of the FGF21 receptor; Or FGF21-related activity such as the ability to increase FGF21 downstream markers. The FGFR21 receptor may be one or more of FGFR-1c, FGFR-2c or FGFR-3c. Up-regulation can be at least 25%, at least 50%, at least 75%, at least 100%, at least 150%, at least 200%, at least 250%, at least 400% or at least 500% relative to the control.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "N-말단"은 단백질의 적어도 첫 20개 아미노산을 의미한다.The term "N-terminus" as used herein refers to at least the first 20 amino acids of a protein.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "N-말단 도메인" 및 "N-말단 영역"은 상호교환적으로 사용되고, 단백질의 첫 아미노산에서 시작하여 단백질의 N-말단 절반 내의 임의의 아미노산에서 끝나는 단백질의 단편을 의미한다. 예를 들어, FGF21의 N-말단 도메인은 서열 1의 아미노산 1로부터 대략 서열 1의 아미노산 10과 105 사이의 임의의 아미노산까지이다.As used herein, the terms "N-terminal domain" and "N-terminal region" are used interchangeably and refer to a fragment of a protein starting at the first amino acid of the protein and ending at any amino acid in the N-terminal half of the protein. it means. For example, the N-terminal domain of FGF21 is from amino acid 1 of SEQ ID NO: 1 to approximately any amino acid between amino acids 10 and 105 of SEQ ID NO: 1.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "C-말단"은 단백질의 적어도 마지막 20개 아미노산을 의미한다.The term "C-terminus" as used herein means at least the last 20 amino acids of the protein.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "C-말단 도메인" 및 "C-말단 영역"은 상호교환적으로 사용되고, 단백질의 C-말단 절반 내의 임의의 아미노산에서 시작하여 단백질의 마지막 아미노산에서 끝나는 단백질의 단편을 의미한다. 예를 들어, FGF21의 C-말단 도메인은 서열 1의 아미노산 105로부터 대략 아미노산 200까지의 임의의 아미노산에서 시작하여 서열 1의 아미노산 209에서 끝난다.As used herein, the terms “C-terminal domain” and “C-terminal region” are used interchangeably and refer to a fragment of a protein starting at any amino acid in the C-terminal half of the protein and ending at the last amino acid of the protein. it means. For example, the C-terminal domain of FGF21 begins at any amino acid from amino acid 105 of SEQ ID NO: 1 to approximately amino acid 200 and ends at amino acid 209 of SEQ ID NO: 1.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "도메인"은 생체분자의 공지된 또는 추정되는 기능에 기여하는 생체분자의 구조적 부분을 의미한다. 도메인은 영역 또는 그의 일부와 동시에 연장될 수 있고, 그 영역의 전부 또는 일부 이외에도 특정한 영역과 구별되는 생체분자의 일부를 포함할 수 있다.The term "domain" as used herein refers to the structural part of a biomolecule that contributes to the known or putative function of the biomolecule. A domain may extend simultaneously with a region or portion thereof, and may include a portion of a biomolecule that is distinct from a particular region in addition to all or a portion of the region.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "신호 도메인" ("신호 서열" 또는 "신호 펩티드"로도 불림)은 전구체 단백질 (종종 막 결합 또는 분비 단백질)의 N-말단 영역에서 아미노산 서열의 연속 스트레치에 존재하는 펩티드 도메인을 의미하고, 번역후 단백질 수송에 관여한다. 다수의 경우에서, 신호 도메인은 분류 과정이 완료된 후, 특수 신호 펩티다제에 의해 전장 단백질로부터 제거된다. 각각의 신호 도메인은 전구체 단백질에 대해 세포 내의 특정 목적지를 지정한다. FGF21의 신호 도메인은 서열 1의 아미노산 1-28이다.As used herein, the term “signal domain” (also called “signal sequence” or “signal peptide”) refers to a peptide present in the continuous stretch of amino acid sequence in the N-terminal region of a precursor protein (often a membrane binding or secreting protein). Refers to a domain and is involved in posttranslational protein transport. In many cases, the signal domain is removed from the full-length protein by special signal peptidase after the classification process is completed. Each signal domain specifies a specific destination within the cell for the precursor protein. The signal domain of FGF21 is amino acids 1-28 of SEQ ID NO: 1.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "수용체 결합 도메인"은 막 결합 수용체 단백질과 접촉하여 세포 반응, 예컨대 신호전달 사건을 유발하는 단백질의 임의의 부분 또는 영역을 의미한다.As used herein, the term “receptor binding domain” refers to any portion or region of a protein that contacts a membrane binding receptor protein to cause a cellular response, such as a signaling event.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "리간드 결합 도메인"은 상응하는 천연 서열의 하나 이상의 정성적 결합 활성을 보유하는 본 발명의 융합 단백질의 임의의 부분 또는 영역을 의미한다.As used herein, the term “ligand binding domain” means any portion or region of the fusion protein of the invention that retains one or more qualitative binding activities of the corresponding native sequence.

용어 "영역"은 생체분자의 1차 구조의 물리적으로 인접하는 부분을 의미한다. 단백질의 경우에, 영역은 그 단백질의 아미노산 서열의 인접하는 부분에 의해 정의된다. 일부 실시양태에서, "영역"은 생체분자의 기능과 연관된다.The term "region" refers to the physically contiguous portion of the primary structure of a biomolecule. In the case of a protein, a region is defined by contiguous portions of the amino acid sequence of the protein. In some embodiments a “region” is associated with the function of a biomolecule.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "단편"은 생체분자의 1차 구조의 물리적으로 인접하는 부분을 의미한다. 단백질의 경우에, 상기 부분은 그 단백질의 아미노산 서열의 인접하는 부분에 의해 정의되고, 적어도 3-5개의 아미노산, 적어도 8-10개의 아미노산, 적어도 11-15개의 아미노산, 적어도 17-24개의 아미노산, 적어도 25-30의 아미노산, 및 적어도 30-45개의 아미노산을 의미한다. 올리고뉴클레오티드의 경우에, 상기 부분은 그 올리고뉴클레오티드의 핵산 서열의 인접하는 부분에 의해 정의되고, 적어도 9-15개의 뉴클레오티드, 적어도 18-30개의 뉴클레오티드, 적어도 33-45개의 뉴클레오티드, 적어도 48-72개의 뉴클레오티드, 적어도 75-90개의 뉴클레오티드, 및 적어도 90-130개의 뉴클레오티드를 의미한다. 일부 실시양태에서, 생체분자의 부분은 생물학적 활성을 갖는다. 본 발명의 문맥에서, FGF21 폴리펩티드 단편은 서열 1에 제시된 전체 FGF21 폴리펩티드 서열을 포함하지 않는다.As used herein, the term "fragment" refers to the physically contiguous portion of the primary structure of a biomolecule. In the case of a protein, the portion is defined by contiguous portions of the amino acid sequence of the protein and includes at least 3-5 amino acids, at least 8-10 amino acids, at least 11-15 amino acids, at least 17-24 amino acids, At least 25-30 amino acids, and at least 30-45 amino acids. In the case of an oligonucleotide, said portion is defined by the contiguous portion of the nucleic acid sequence of the oligonucleotide, at least 9-15 nucleotides, at least 18-30 nucleotides, at least 33-45 nucleotides, at least 48-72 Nucleotides, at least 75-90 nucleotides, and at least 90-130 nucleotides. In some embodiments, the portion of the biomolecule has biological activity. In the context of the present invention, the FGF21 polypeptide fragment does not comprise the entire FGF21 polypeptide sequence set forth in SEQ ID NO: 1.

"천연 서열" 폴리펩티드는 자연으로부터 유래되는 폴리펩티드와 동일한 아미노산 서열을 갖는 것이다. 이러한 천연 서열 폴리펩티드는 자연으로부터 단리할 수 있거나, 또는 재조합 또는 합성 수단에 의해 제조할 수 있다. 따라서, 천연 서열 폴리펩티드는 자연 발생 인간 폴리펩티드, 뮤린 폴리펩티드, 또는 임의의 다른 포유동물 종으로부터의 폴리펩티드의 아미노산 서열을 가질 수 있다.A “natural sequence” polypeptide is one having the same amino acid sequence as a polypeptide derived from nature. Such native sequence polypeptides can be isolated from nature or can be prepared by recombinant or synthetic means. Thus, a native sequence polypeptide can have the amino acid sequence of a naturally occurring human polypeptide, a murine polypeptide, or a polypeptide from any other mammalian species.

본원에 사용된 바와 같은 어구 "상동 뉴클레오티드 서열", 또는 "상동 아미노산 서열", 또는 그의 변형은 뉴클레오티드 수준 또는 아미노산 수준에서 적어도 명시된 백분율의 상동성을 특징으로 하는 서열을 의미하고, "서열 동일성"과 상호교환적으로 사용된다. 상동 뉴클레오티드 서열은 단백질의 이소형을 코딩하는 서열을 포함한다. 이러한 이소형은, 예를 들어 RNA의 선택적 스플라이싱의 결과로서 동일한 유기체의 상이한 조직에서 발현될 수 있다. 대안적으로, 이소형은 상이한 유전자에 의해 코딩될 수 있다. 상동 뉴클레오티드 서열은 포유동물을 포함하나 이에 제한되지는 않는 인간 이외의 종의 단백질을 코딩하는 뉴클레오티드 서열을 포함한다. 상동 뉴클레오티드 서열은 또한 본원에 제시된 뉴클레오티드 서열의 자연 발생 대립유전자 변이 및 돌연변이를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 상동 아미노산 서열은 보존적 아미노산 치환을 함유하고 폴리펩티드가 동일한 결합 및/또는 활성을 갖는 아미노산 서열을 포함한다. 일부 실시양태에서, 뉴클레오티드 또는 아미노산 서열은 비교 서열과 적어도 60% 또는 그 초과, 99%까지의 동일성을 갖는 경우 상동이다. 일부 실시양태에서, 뉴클레오티드 또는 아미노산 서열은 비교 서열과 1개 이상, 60개까지의 뉴클레오티드/아미노산 치환, 부가 또는 결실을 공유하는 경우 상동이다. 일부 실시양태에서, 상동 아미노산 서열은 5개 이하 또는 3개 이하의 보존적 아미노산 치환을 갖는다.As used herein, the phrase “homologous nucleotide sequence”, or “homologous amino acid sequence”, or a modification thereof, means a sequence characterized by at least a specified percentage of homology at the nucleotide level or at the amino acid level, and with “sequence identity” Used interchangeably. Homologous nucleotide sequences include sequences encoding isotypes of proteins. Such isotypes can be expressed in different tissues of the same organism, for example as a result of selective splicing of RNA. Alternatively, the isotypes can be encoded by different genes. Homologous nucleotide sequences include nucleotide sequences that encode proteins of species other than human, including, but not limited to, mammals. Homologous nucleotide sequences also include, but are not limited to, naturally occurring allelic variations and mutations of the nucleotide sequences set forth herein. Homologous amino acid sequences include amino acid sequences that contain conservative amino acid substitutions and in which the polypeptide has the same binding and / or activity. In some embodiments, the nucleotide or amino acid sequence is homologous if it has at least 60% or more, up to 99% identity with the comparative sequence. In some embodiments, a nucleotide or amino acid sequence is homologous if it shares one or more, up to 60 nucleotide / amino acid substitutions, additions or deletions with the comparison sequence. In some embodiments, homologous amino acid sequences have up to 5 or up to 3 conservative amino acid substitutions.

퍼센트 상동성 또는 동일성은, 예를 들어 스미스(Smith) 및 워터맨(Waterman) 알고리즘 (문헌 [Adv. Appl. Math., 1981, 2, 482-489])을 이용하는, 디폴트 설정을 사용한 갭(Gap) 프로그램 (유닉스(UNIX)용 위스콘신 시퀀스 어낼리시스 패키지(Wisconsin Sequence Analysis Package), 버전 8, 제네틱스 컴퓨터 그룹(Genetics Computer Group), 미국 위스콘신주 매디슨 유니버시티 리서치 파크)에 의해 결정될 수 있다. 일부 실시양태에서, 프로브와 표적 사이의 상동성은 약 75% 내지 약 85%이다. 일부 실시양태에서, 핵산은 서열 2 또는 그의 일부에 적어도 약 95%, 약 97%, 약 98%, 약 99% 및 약 100% 상동인 뉴클레오티드를 갖는다.Percent homology or identity is, for example, a gap using default settings, using Smith and Waterman algorithms (Adv. Appl. Math., 1981, 2, 482-489). It can be determined by the program (Wisconsin Sequence Analysis Package for UNIX, Version 8, Genetics Computer Group, Madison University Research Park, Wisconsin). In some embodiments, homology between the probe and the target is about 75% to about 85%. In some embodiments, the nucleic acid has a nucleotide that is at least about 95%, about 97%, about 98%, about 99%, and about 100% homologous to SEQ ID NO: 2 or a portion thereof.

상동성은 또한 폴리펩티드 수준일 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 융합 단백질의 구성성분 폴리펩티드는 그의 전장 야생형 대응부 또는 상응하는 천연 서열, 또는 그의 일부에 적어도 95% 상동일 수 있다. 본 발명의 융합 단백질 또는 그의 일부와, 상이한 아미노산 서열의 동일성 정도 또는 백분율은 "본 발명 서열" 또는 "외래 서열" 중 어느 것이든 가장 짧은 것의 길이에 의해 나눠진 2개의 서열의 정렬에서 정확한 일치의 수로 계산된다. 그 결과는 동일성 퍼센트로서 표현된다.Homology can also be at the polypeptide level. In some embodiments, the component polypeptides of the fusion proteins of the invention may be at least 95% homologous to their full length wild type counterpart or corresponding native sequence, or portion thereof. The degree of identity or percentage of different amino acid sequences with the fusion protein or portion thereof of the present invention is determined by the number of exact matches in the alignment of the two sequences divided by the length of the shortest of either the "sequence sequence" or the "foreign sequence". Is calculated. The result is expressed as percent identity.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "혼합"은 하나 이상의 화합물, 세포, 분자 등을 함께 동일한 영역 내에서 배합하는 과정을 의미한다. 이것은, 예를 들어 시험 튜브, 페트리 디쉬, 또는 하나 이상의 화합물, 세포, 또는 분자의 혼합을 허용하는 임의의 용기에서 수행될 수 있다As used herein, the term "mixing" refers to the process of combining one or more compounds, cells, molecules, etc. together in the same region. This can be done, for example, in a test tube, petri dish, or any vessel that allows mixing of one or more compounds, cells, or molecules.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "실질적으로 정제된"은 그의 자연 환경으로부터 제거되고 자연적으로 그와 함께 회합되는 다른 성분이 60% 이상, 75% 이상, 및 90% 이상 존재하지 않는 화합물 (예를 들어 폴리뉴클레오티드 또는 폴리펩티드 또는 항체)을 의미한다.As used herein, the term “substantially purified” refers to compounds (eg, at least 60%, at least 75%, and at least 90% free of other components that are removed from their natural environment and naturally associated therewith (eg, Polynucleotide or polypeptide or antibody).

용어 "제약상 허용되는 담체"는 치료제, 예컨대 항체 또는 폴리펩티드, 유전자, 및 다른 치료제의 투여를 위한 담체를 의미한다. 상기 용어는 그 자체가 조성물을 투여받은 개체에게 유해한 항체의 생성을 유도하지 않고, 과도한 독성 없이 투여될 수 있는 임의의 제약 담체를 의미한다. 적합한 담체는 크고 서서히 대사되는 거대분자, 예컨대 단백질, 폴리사카라이드, 폴리락트산, 폴리글리콜산, 중합체성 아미노산, 아미노산 공중합체, 지질 응집체 및 불활성 바이러스 입자일 수 있다. 이러한 담체는 당업자에게 익히 공지되어 있다. 치료 조성물 내의 제약상 허용되는 담체는 액체, 예컨대 물, 염수, 글리세롤 및 에탄올을 포함할 수 있다. 보조 물질, 예컨대 습윤제 또는 유화제, pH 완충 물질 등이 또한 이러한 비히클에 존재할 수 있다.The term "pharmaceutically acceptable carrier" means a carrier for the administration of a therapeutic agent such as an antibody or polypeptide, gene, and other therapeutic agent. The term itself refers to any pharmaceutical carrier that can be administered without excessive toxicity, without inducing the production of antibodies that are harmful to the individual to whom the composition has been administered. Suitable carriers can be large and slowly metabolized macromolecules such as proteins, polysaccharides, polylactic acid, polyglycolic acid, polymeric amino acids, amino acid copolymers, lipid aggregates and inert viral particles. Such carriers are well known to those skilled in the art. Pharmaceutically acceptable carriers in therapeutic compositions may include liquids such as water, saline, glycerol and ethanol. Auxiliary materials such as wetting or emulsifying agents, pH buffering materials and the like may also be present in such vehicles.

본 발명의 융합 단백질의 물리적 안정성의 증진Enhancement of Physical Stability of Fusion Proteins of the Invention

시스테인 잔기에 의해 제공되는 바와 같은 자연 발생 디술피드 결합은 일반적으로 단백질의 열역학적 안정성을 증가시킨다. 용융 온도의 증가에서 측정된 바와 같은 증가된 열역학적 안정성의 성공적인 예는 효소 T4 리소자임 (문헌 [Matsumuraet al., PNAS 86:6562-6566 (1989)]) 및 바르나제 (문헌 [Johnson et al., J. Mol. Biol. 268:198-208 (1997)])의 다중 디술피드-결합 돌연변이체이다. 본 발명의 측면은 야생형 FGF21의 가요성을 제한하여 단백질의 소수성 코어에 대한 보존제의 접근을 제한하는 변이체 내의 디술피드 결합의 존재에 의해 달성되는, 보존제 존재 하의 FGF21의 물리적 안정성의 증진이다. Naturally occurring disulfide bonds, as provided by cysteine residues, generally increase the thermodynamic stability of the protein. Successful examples of increased thermodynamic stability as measured at an increase in melting temperature are the enzyme T4 lysozyme (Matsumura et al., PNAS 86: 6562-6566 (1989)) and varase (Johnson et al., J). Mol. Biol. 268: 198-208 (1997)). An aspect of the present invention is the enhancement of physical stability of FGF21 in the presence of a preservative, which is achieved by the presence of disulfide bonds in variants that limit the flexibility of wild type FGF21 to limit the access of the preservative to the hydrophobic core of the protein.

본 발명의 제2 측면은 따라서, 예를 들어 시스테인 잔기의 야생형 FGF21 단백질 또는 본 발명의 폴리펩티드 및 단백질 변이체 내로의 혼입 또는 치환을 통한 추가의 디술피드 결합의 혼입에 의해 유도된 개선된 제약 안정성을 갖는 인간 FGF21의 변이체, 또는 그의 생물학적 활성 펩티드를 제공한다. 당업자는 천연 시스테인, 시스테인 103 및 시스테인 121이, 본원에 기재된 제안된 실시양태 이외의 개선된 특성을 부여할 수 있는 신규한 디술피드 결합을 도입하기 위한 유전자좌로서 이용될 수 있음을 인식할 것이다.The second aspect of the invention thus has improved pharmaceutical stability induced by the incorporation of further disulfide bonds, for example, by incorporation or substitution of a cysteine residue into a wild type FGF21 protein or a polypeptide and a protein variant of the invention. Variants of human FGF21, or biologically active peptides thereof. Those skilled in the art will appreciate that natural cysteine, cysteine 103 and cysteine 121 can be used as loci for introducing novel disulfide bonds that can confer improved properties other than the proposed embodiments described herein.

이들은 하기의 것들 중 2개 이상에 대한 시스테인의 치환을 야생형 FGF-21에 혼입한 융합 단백질을 포함한다: 글루타민 46, 아르기닌 47, 티로신 48, 류신 49, 티로신 50, 트레오닌 51, 아스파르테이트 52, 아스파르테이트 53, 알라닌 54, 글루타민 55, 글루타민 56, 트레오닌 57, 글루타메이트 58, 알라닌 59, 히스티딘 60, 류신 61, 글루타메이트 62, 이소류신 63, 발린 69, 글리신 70, 글리신 71, 알라닌 72, 알라닌 73, 류신 144, 히스티딘 145, 류신 146, 프롤린 147, 글리신 148, 아스파라긴 149, 리신 150, 세린 151, 프롤린 152, 히스티딘 153, 아르기닌 154, 아스파르테이트 155, 프롤린 156, 알라닌 157, 프롤린 158, 아르기닌 159, 글리신 160, 프롤린 161, 알라닌 162, 아르기닌 163, 페닐알라닌 164, 여기서 아미노산의 넘버링은 전장 209개 아미노산 hFGF21 서열 (서열 1)을 기준으로 한다. These include fusion proteins incorporating cysteine substitution for two or more of the following in wild type FGF-21: glutamine 46, arginine 47, tyrosine 48, leucine 49, tyrosine 50, threonine 51, aspartate 52, Aspartate 53, alanine 54, glutamine 55, glutamine 56, threonine 57, glutamate 58, alanine 59, histidine 60, leucine 61, glutamate 62, isoleucine 63, valine 69, glycine 70, glycine 71, alanine 72, alanine 73, Leucine 144, Histidine 145, Leucine 146, Proline 147, Glycine 148, Asparagine 149, Lysine 150, Serine 151, Proline 152, Histidine 153, Arginine 154, Aspartate 155, Proline 156, Alanine 157, Proline 158, Arginine 159, Glycine 160, proline 161, alanine 162, arginine 163, phenylalanine 164, wherein the numbering of amino acids is based on the full-length 209 amino acid hFGF21 sequence (SEQ ID NO: 1).

또한, 본 발명의 융합 단백질은 하기와 같은 Cys103-Cys121에서 자연 발생한 것 이외의 조작된 디술피드 결합에 의해 증진된 야생형 인간 FGF21의 변이체, 또는 그의 생물학적 활성 펩티드를 포함할 수 있다:In addition, the fusion proteins of the invention may include variants of wild-type human FGF21, or biologically active peptides thereof, enhanced by engineered disulfide bonds other than those naturally occurring in Cys103-Cys121, such as:

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본 발명의 또 다른 측면은 본 발명의 제2 실시양태에 나타낸 2개 이상의 아미노산 위치에서의 시스테인의 치환과 조합한 본 발명의 제1 실시양태에 나타낸 임의의 아미노산 위치에서의 임의의 하전되고/거나 극성이지만 비하전된 아미노산의 치환을 포함하는 야생형 인간 FGF21의 변이체, 또는 그의 생물학적 활성 펩티드를 포함하는 융합 단백질을 제공한다.Another aspect of the invention is any charged and / or at any amino acid position shown in the first embodiment of the invention in combination with the substitution of cysteine at two or more amino acid positions shown in the second embodiment of the invention. Provided are fusion proteins comprising variants of wild-type human FGF21, or biologically active peptides thereof, that include substitution of polar but uncharged amino acids.

야생형 단백질 비교체 및 그의 변이체에 대한 본 발명의 융합 단백질의 개선Improvement of the fusion protein of the invention to wild type protein comparisons and variants thereof

단백질 제약의 개발에서 유의한 문제는 단백질의 물리적 및 화학적 불안정성을 다루는 것임은 당업계에 익히 공지되어 있다. 이것은 단백질 제약 제제가 유리한 생물활성 프로파일을 유지하면서 안정한 농축 및 보존 용액을 필요로 하는 다중 사용의 주사가능한 제제로 의도되는 경우 훨씬 더 분명해진다. 문헌에서 야생형 FGF21의 생물물리학적 특성화는 농축 단백질 용액 (5 mg/ml 초과)이 스트레스 조건, 예컨대 고온 또는 낮은 pH에 노출될 때 가속화된 회합 및 응집 (즉, 불량한 물리적 안정성 및 생물제약 특성)을 유도함을 확립하였다. FGF21의 농축 단백질 용액의 제약 보존제 (예를 들어 m-크레졸)에 대한 노출도 물리적 안정성에 대해 부정적인 영향을 가졌다.It is well known in the art that significant problems in the development of protein pharmaceuticals deal with the physical and chemical instability of proteins. This is even more evident when protein pharmaceutical formulations are intended as multi-use injectable formulations that require stable concentration and preservation solutions while maintaining an advantageous bioactivity profile. Biophysical characterization of wild-type FGF21 in the literature indicates accelerated association and aggregation (ie, poor physical stability and biopharmaceutical properties) when concentrated protein solutions (greater than 5 mg / ml) are exposed to stress conditions such as high temperature or low pH. Induction was established. Exposure to the pharmaceutical preservative (eg m-cresol) of the concentrated protein solution of FGF21 also had a negative effect on physical stability.

따라서, 본 발명의 실시양태는 생리학적 및 보존된 제제 조건 둘 다 하에서 화학적 안정성 및 생물학적 효력을 유지하면서 농축 용액의 물리적 안정성을 증진시키는 것이다. 주어진 단백질 농도에서는 온도 및 이온 강도가 물리적 안정성에 대해 상당한 영향을 갖기 때문에, 회합 및 응집은 소수성 상호작용에 의한 결과일 수 있다고 생각된다. 대부분의 경우에, 비-보존된, 추정된 표면 노출 아미노산 잔기가 표적화되었다. 이들 잔기의 국부 환경을 분석하고, 구조적으로 중요한 것으로 생각되지 않는 잔기를 돌연변이유발을 위해 선택하였다. 특정 변화를 개시하기 위한 한 방법은 글루탐산 잔기를 도입함으로써 단백질의 pI를 추가로 감소시키는 것이었다 ("글루탐산 스캔"). 하전된 치환기의 도입은 전하-전하 반발을 통해 소수성-매개 응집을 억제하여, 잠재적으로 보존제 상용성을 개선시킬 것이라는 가설이 세워진다. 또한, 당업자는 충분한 정도의 돌연변이유발로, 음전하의 동시 감소를 수반하거나 수반하지 않는 양전하의 도입에 의해 전하-전하 반발을 허용함으로써 pI가 염기성 pH 범위로 이동할 수 있음을 또한 인식할 것이다.Accordingly, an embodiment of the present invention is to enhance the physical stability of a concentrated solution while maintaining chemical stability and biological potency under both physiological and preserved formulation conditions. Since temperature and ionic strength have a significant impact on physical stability at a given protein concentration, it is contemplated that association and aggregation may be the result of hydrophobic interactions. In most cases, non-conserved, presumed surface exposed amino acid residues were targeted. The local environment of these residues was analyzed and residues not considered structurally important were selected for mutagenesis. One way to initiate certain changes was to further reduce the pi of the protein by introducing glutamic acid residues (“glutamic acid scan”). It is hypothesized that the introduction of charged substituents will inhibit hydrophobic-mediated aggregation through charge-charge repulsion, potentially improving preservative compatibility. Those skilled in the art will also recognize that, with a sufficient degree of mutagenesis, pI can shift to the basic pH range by allowing charge-charge repulsion by introduction of positive charges with or without simultaneous reduction of negative charges.

생물치료제로서의 야생형 FGF21의 치료 용도와 연관된 추가의 문제점은, 예를 들어 그의 반감기가 생체내에서 매우 짧다는 것이다 (마우스 및 영장류에서 각각 약 0.5 및 2시간). 따라서 더 높은 효력 또는 더 긴 반감기를 통해 보다 효과적인 후속 화합물을 개발할 필요성이 존재한다. 본 발명의 융합 단백질은 보다 높은 효력 및 반감기-연장된 제제로 FGF21 치료의 바람직한 효과를 달성하기 위한 방식으로 개발되었다.A further problem associated with the therapeutic use of wild type FGF21 as a biotherapeutic agent is that its half-life, for example, is very short in vivo (about 0.5 and 2 hours in mice and primates, respectively). Thus there is a need to develop more effective subsequent compounds with higher potency or longer half-life. The fusion proteins of the invention have been developed in such a way as to achieve the desired effect of FGF21 treatment with higher potency and half-life-extended formulations.

추가로 본원에 기재된 바와 같은 본 발명의 융합 단백질은 야생형 FGF21의 훨씬 더 짧은 반감기 및 PCT 공개공보 WO10/129600에서의 융합 단백질 Fc-L(15)-FGF21 (L98R, P171G, A180E)의 17시간 반감기에 비해, 마우스에서 2주보다 긴 반감기를 갖는다. 본 발명의 융합 단백질은 또한 본원 및 2010년 11월 19일에 출원된 미국 특허 출원 61/415,476에 기재된 바와 같은 PEG화 V76에 비해 개선된 반감기 및 약동학적 특성을 입증한다.Further fusion proteins of the invention as described herein have a much shorter half-life of wild type FGF21 and a 17-hour half-life of the fusion protein Fc-L (15) -FGF21 (L98R, P171G, A180E) in PCT Publication WO10 / 129600. In comparison, mice have half-lives longer than two weeks. The fusion proteins of the invention also demonstrate improved half-life and pharmacokinetic properties compared to PEGylated V76 as described herein and in US Patent Application 61 / 415,476, filed November 19, 2010.

또한, 1 mpk의 본 발명의 Fc-FGF21 융합 단백질은 글루코스, 인슐린, 체중 및 간 지질의 감소에 대해 5 mpk의 V76보다 효과적이다. ob/ob 마우스의 12일 치료 연구에서, 융합 단백질은 하기 비히클로부터의 % 변화를 나타낸다 (모든 융합체는 1.0 mg/kg으로 투여되고, V76은 5.0 mg/kg으로 투여됨):In addition, 1 mpk of the Fc-FGF21 fusion protein of the invention is more effective than 5 mpk of V76 for the reduction of glucose, insulin, weight and liver lipids. In a 12-day treatment study of ob / ob mice, the fusion protein shows the percent change from the following vehicles (all fusions are administered at 1.0 mg / kg and V76 is administered at 5.0 mg / kg):

비히클로부터의 총 글루코스 (AUC) % 변화: V76은 -42%이고; V101은 -53%이고, V103은 -46%이고, V188은 -42%임;% Change in total glucose (AUC) from vehicle: V76 is -42%; V101 is -53%, V103 is -46%, and V188 is -42%;

비히클로부터의 총 혈장 인슐린 % 변화: V76은 -46%이고; V101은 -82%이고, V103은 -69%이고, V188은 -59%임;% Change in total plasma insulin from vehicle: V76 is -46%; V101 is -82%, V103 is -69%, and V188 is -59%;

비히클로부터의 총 체중 % 변화: V76은 -7%이고; V101은 -12%이고, V103은 -12%이고, V188은 -11%임; % Total weight change from vehicle: V76 is -7%; V101 is -12%, V103 is -12%, and V188 is -11%;

비히클로부터의 전체 간 지질 % 변화: V76은 -30%이고; V101은 -44%이고, V103은 -50%이고, V188은 -51%임.% Change in total liver lipids from vehicle: V76 is -30%; V101 is -44%, V103 is -50% and V188 is -51%.

이와 유사하게, 시험관내 검정은 V76에 대한 본 발명의 융합 단백질의 동일한 5배 또는 더 높은 효력을 나타낸다:Similarly, in vitro assays show the same five-fold or higher potency of the fusion proteins of the invention on V76:

인간 지방세포 검정에서의 pERK에서 (평균 EC50 ± SEM), V76은 21 ± 2 nM (n=3)이고; V101은 1.0 ± 0.1 nM (n=3)이고, V103은 1.3 ± 0.2 nM (n=3)이고, V188은 1.4 ± 0.4 nM (n=3)이고;In pERK in human adipocyte assay (mean EC50 ± SEM), V76 is 21 ± 2 nM (n = 3); V101 is 1.0 ± 0.1 nM (n = 3), V103 is 1.3 ± 0.2 nM (n = 3) and V188 is 1.4 ± 0.4 nM (n = 3);

인간 β클로토 검정에 의한 HEK293에서의 pERK에서 (평균 EC50 ± SEM), V76은 13 ± 4 nM (n=5)이고, V101은 0.60 ± 0.06 nM (n=5)이고, V103은 0.9 ± 0.3 nM (n=5)이고, V188은 0.4 ± 0.1 nM (n=3)이고; At pERK in HEK293 by human β-cloto assay (mean EC50 ± SEM), V76 is 13 ± 4 nM (n = 5), V101 is 0.60 ± 0.06 nM (n = 5), and V103 is 0.9 ± 0.3 nM (n = 5) and V188 is 0.4 ± 0.1 nM (n = 3);

마우스 지방세포 검정에서의 글루코스 흡수에서 (평균 EC50 ± SEM), V76은 5 ± 1 nM (n=3)이고, V101은 0.60 ± 0.06 nM (n=3)이고, V103은 0.60 ± 0.07 nM (n=3)이고, V188은 0.48 ± 0.14 nM (n=3)이다.In glucose uptake in mouse adipocyte assay (mean EC50 ± SEM), V76 is 5 ± 1 nM (n = 3), V101 is 0.60 ± 0.06 nM (n = 3) and V103 is 0.60 ± 0.07 nM (n = 3) and V188 is 0.48 ± 0.14 nM (n = 3).

본 발명의 실시양태는 생리학적 및 보존된 제약 제제 조건 둘 다 하에서의 물리적 및 화학적 안정성에 관한 것이지만, 예를 들어 야생형 FGF21과 비교할 때 본 발명의 융합 단백질의 생물학적 효력을 유지하는 것 또한 중요한 고려 인자이다. 따라서, 본 발명의 단백질의 생물학적 효력은 본원의 실시예에 나타낸 바와 같은 글루코스 흡수 및/또는 혈장 글루코스 수준의 저하에 영향을 미치는 단백질의 능력에 의해 규정된다.Embodiments of the invention relate to physical and chemical stability under both physiological and conserved pharmaceutical formulation conditions, but maintaining the biological potency of the fusion proteins of the invention is also an important consideration factor when compared to, for example, wild type FGF21. . Thus, the biological potency of the proteins of the invention is defined by the ability of the proteins to affect glucose uptake and / or lowering of plasma glucose levels as shown in the Examples herein.

본 발명에 따라 투여되는 본 발명의 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드는 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 생성되고/거나 단리될 수 있다. 변이체를 생성하기 위한 가장 바람직한 방법은 재조합 DNA 방법론을 통한 것이고, 당업자에게 익히 공지되어 있다. 이러한 방법은 본원에 참조로 포함된 문헌 [Current Protocols in Molecular Biology (John Wiley & Sons, Inc.)]에 기재되어 있다.Proteins, polypeptides and / or peptides of the invention administered in accordance with the invention may be produced and / or isolated by any means known in the art. The most preferred method for generating variants is via recombinant DNA methodology and is well known to those skilled in the art. Such methods are described in Current Protocols in Molecular Biology (John Wiley & Sons, Inc.), incorporated herein by reference.

추가로, 바람직한 실시양태는 본원에 기재된 변이체로부터 유도된 생물학적 활성 펩티드를 포함한다. 이러한 펩티드는 기재된 하나 이상의 치환을 함유할 것이고, 변이체는 생물학적 활성을 보유할 것이다. 펩티드는 당업자에게 공지된 임의의 모든 수단에 의해 생산될 수 있고, 그 예는 효소적 소화, 화학적 합성 또는 재조합 DNA 방법론을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.In addition, preferred embodiments include biologically active peptides derived from the variants described herein. Such peptides will contain one or more substitutions described, and the variant will retain biological activity. Peptides can be produced by any and all means known to those skilled in the art, examples of which include, but are not limited to, enzymatic digestion, chemical synthesis, or recombinant DNA methodology.

특정 섬유모세포 성장 인자의 펩티드 단편이 생물학적 활성을 갖는 것은 당업계에 확립되어 있다. 예를 들어 문헌 [Baird et al., Proc. Natl. Acad. Sci (USA) 85:2324-2328 (1988), 및 J. Cell. Phys. Suppl. 5:101-106 (1987)]을 참조한다. 따라서, 변이체의 단편 또는 펩티드의 선택은 당업계에 공지된 기준을 기초로 한다. 예를 들어 디펩티딜 펩티다제 IV (DPP-IV 또는 DPP-4)는 뉴로펩티드, 내분비 펩티드 및 시토카인의 불활성화와 관련된 세린형 프로테아제로 공지되어 있다 (문헌 [Damme et al. Chem. Immunol. 72: 42-56, (1999)]). FGF21의 N-말단 (HisProIlePro)은, 잠재적으로 DPP-IV의 기질이고, 이에 따라 4개 아미노산이 N-말단에서 말단절단된 FGF21의 단편을 생성할 수 있는 2개의 디펩티드를 함유한다. 예상외로, 야생형 FGF21의 이 단편은 생물학적 활성을 보유하는 것으로 입증되었고, 따라서 4개 이하의 아미노산이 N-말단에서 말단절단된 본 발명의 단백질은 본 발명의 실시양태이다.It is established in the art that peptide fragments of certain fibroblast growth factors have biological activity. See, eg, aird et al., Proc. Natl. Acad. Sci (USA) 85: 2324-2328 (1988), and J. Cell. Phys. Suppl. 5: 101-106 (1987). Thus, the selection of fragments or peptides of the variants is based on criteria known in the art. Dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV or DPP-4), for example, is known as serine-type proteases associated with inactivation of neuropeptides, endocrine peptides and cytokines (Damme et al. Chem. Immunol. 72 : 42-56, (1999)]. The N-terminus of FGF21 (HisProIlePro) is potentially a substrate of DPP-IV and thus contains two dipeptides capable of producing fragments of FGF21 truncated at four N-terminus. Unexpectedly, this fragment of wild-type FGF21 has been shown to retain biological activity, so a protein of the invention wherein up to four amino acids are truncated at the N-terminus are embodiments of the invention.

본 발명은 또한 RNA 형태 또는 DNA의 형태일 수 있는 상기 기재된 변이체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드를 포함하고, 상기 DNA는 cDNA, 게놈 DNA 및 합성 DNA를 포함한다. DNA는 이중-가닥 또는 단일-가닥일 수 있다. 본 발명의 단백질을 코딩하는 코딩 서열은 유전자 코드의 중복성 또는 축중성의 결과로 달라질 수 있다.The invention also encompasses polynucleotides encoding the above-described variants, which may be in the form of RNA or in the form of DNA, wherein the DNA comprises cDNA, genomic DNA and synthetic DNA. DNA can be double-stranded or single-stranded. Coding sequences encoding proteins of the invention may vary as a result of redundancy or degeneracy of the genetic code.

본 발명의 융합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드는 하기를 포함할 수 있다: 변이체에 대한 코딩 서열 단독; 변이체에 대한 코딩 서열 및 추가의 코딩 서열, 예컨대 기능성 폴리펩티드, 또는 리더 또는 분비 서열 또는 프로-단백질 서열; 변이체에 대한 코딩 서열 및 비-코딩 서열, 예컨대 변이체에 대한 코딩 서열의 5' 및/또는 3'의 인트론 또는 비-코딩 서열. 따라서, 용어 "변이체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드"는 변이체에 대한 코딩 서열 뿐만 아니라 추가의 코딩 및/또는 비-코딩 서열을 포함하는 폴리뉴클레오티드도 포함할 수 있는 폴리뉴클레오티드를 포함한다.Polynucleotides encoding the fusion protein of the invention may include the following: coding sequence alone for a variant; Coding sequences for variants and additional coding sequences, such as functional polypeptides, or leader or secretory sequences or pro-protein sequences; Coding sequences and non-coding sequences for the variant, such as the 5 'and / or 3' intron or non-coding sequence of the coding sequence for the variant. Thus, the term “polynucleotide encoding a variant” includes polynucleotides that may include polynucleotides that include additional coding and / or non-coding sequences as well as coding sequences for the variants.

본 발명은 추가로, 제시된 치환을 함유하는 폴리펩티드의 단편, 유사체 및 유도체를 코딩하는 기재된 폴리뉴클레오티드의 변이체에 관한 것이다. 폴리뉴클레오티드의 변이체는 인간 FGF21 서열의 자연 발생 대립유전자 변이체, 비-자연 발생 변이체, 또는 상기 기재된 말단절단된 변이체일 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 상기 기재된 변이체를 코딩하는 폴리뉴클레오티드, 뿐만 아니라 변이체가 개시된 변이체의 단편, 유도체 또는 유사체를 코딩하는 것인 이러한 폴리뉴클레오티드의 변이체를 포함한다. 이러한 뉴클레오티드 변이체는 제1 또는 제2 실시양태의 제시된 아미노산 치환이 하나 이상 존재하는 한, 결실 변이체, 치환 변이체, 말단절단된 변이체, 및 부가 또는 삽입 변이체를 포함한다.The invention further relates to variants of the described polynucleotides encoding fragments, analogs and derivatives of the polypeptides containing the indicated substitutions. Variants of the polynucleotides may be naturally occurring allelic variants, non-naturally occurring variants of the human FGF21 sequence, or truncated variants described above. Accordingly, the present invention also encompasses polynucleotides encoding the variants described above, as well as variants of such polynucleotides in which the variants encode fragments, derivatives or analogs of the disclosed variants. Such nucleotide variants include deletion variants, substitution variants, truncated variants, and addition or insertion variants, so long as one or more of the indicated amino acid substitutions of the first or second embodiment are present.

본 발명의 폴리뉴클레오티드는 서열이 발현 제어 서열에 작동가능하게 연결된 (즉, 기능을 보장하도록 위치한) 후에 숙주에서 발현될 것이다. 이들 발현 벡터는 전형적으로 숙주 유기체에서 에피솜으로서 또는 숙주 염색체 DNA의 통합 부분으로서 복제가능하다. 통상적으로, 발현 벡터는 목적 DNA 서열로 형질전환된 이들 세포의 검출을 허용하기 위해 선택 마커, 예를 들어 테트라시클린, 네오마이신 및 디히드로폴레이트 리덕타제를 함유할 것이다. FGF21 변이체는 적절한 프로모터의 제어 하에 포유동물 세포, 곤충, 효모, 박테리아 또는 다른 세포에서 발현될 수 있다. 무세포 번역 시스템이 본 발명의 DNA 구축물로부터 유래된 RNA를 사용하여 이러한 단백질을 생산하는데 사용될 수도 있다.Polynucleotides of the invention will be expressed in the host after the sequence is operably linked (ie located to ensure function) to the expression control sequence. These expression vectors are typically replicable in the host organism as episomal or as an integral part of the host chromosomal DNA. Typically, expression vectors will contain selection markers such as tetracycline, neomycin and dihydrofolate reductase to allow detection of these cells transformed with the DNA sequence of interest. FGF21 variants may be expressed in mammalian cells, insects, yeasts, bacteria or other cells under the control of appropriate promoters. Cell-free translation systems may be used to produce such proteins using RNA derived from the DNA constructs of the invention.

이. 콜라이는 본 발명의 폴리뉴클레오티드를 클로닝하기에 특히 유용한 원핵 숙주이다. 사용하기 적합한 다른 미생물 숙주는 바실루스 섭틸루스(Bacillus subtilus), 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella typhimurium), 및 다양한 종의 세라티아(Serratia), 슈도모나스(Pseudomonas), 스트렙토코쿠스(Streptococcus), 및 스타필로코쿠스(Staphylococcus)를 포함하지만, 다른 것도 선택에 따라 사용될 수 있다. 이들 원핵 숙주 내에, 전형적으로 숙주 세포와 상용성인 발현 제어 서열 (예를 들어 복제 기점)을 함유할 발현 벡터를 제조할 수도 있다. 또한, 임의의 많은 익히 공지된 프로모터, 예컨대 락토스 프로모터 시스템, 트립토판 (Trp) 프로모터 시스템, 베타-락타마제 프로모터 시스템, 또는 파지 람다 또는 T7로부터의 프로모터 시스템이 존재할 수 있다. 프로모터는 전형적으로, 임의로는 오퍼레이터 서열과 함께 발현을 제어하고, 전사 및 번역을 개시하고 완료하기 위한 리보솜 결합 부위 서열 등을 가질 것이다.this. E. coli are particularly useful prokaryotic hosts for cloning the polynucleotides of the present invention. Other microbial hosts suitable for use are Bacillus subtilus, Salmonella typhimurium, and various species of Serratia, Pseudomonas, Streptococcus, and Staphylococcus. Includes Staphylococcus, but others may be used as desired. In these prokaryotic hosts, expression vectors may also be prepared that will contain expression control sequences (eg, origin of replication) that are compatible with the host cell. There may also be any of a number of well known promoters, such as the lactose promoter system, tryptophan (Trp) promoter system, beta-lactamase promoter system, or promoter system from phage lambda or T7. Promoters will typically have ribosomal binding site sequences, etc., to control expression, initiate and complete transcription and translation, optionally with operator sequences.

단백질 발현 분야의 당업자는 이. 콜라이에서의 발현을 위해, 메티오닌 또는 메티오닌-아르기닌 서열이 성숙 서열 (서열 3)의 N-말단에 도입될 수 있고, 본 발명의 문맥 내에서 고려됨을 인식할 것이다. 따라서, 달리 나타내지 않는 한, 이. 콜라이에서 발현된 본 발명의 단백질은 N-말단에 도입된 메티오닌 서열을 갖는다.One of ordinary skill in the art of protein expression is E. For expression in E. coli, it will be appreciated that methionine or methionine-arginine sequences may be introduced at the N-terminus of the mature sequence (SEQ ID NO: 3) and are contemplated within the context of the present invention. Thus, unless otherwise indicated, this. Proteins of the invention expressed in E. coli have a methionine sequence introduced at the N-terminus.

다른 미생물, 예컨대 효모 또는 진균도 발현에 사용될 수 있다. 피키아 파스토리스(Pichia pastoris), 사카로미세스 세레비지아에(Saccharomyces cerevisiae), 쉬조사카로미세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe), 및 피키아 안구스타(Pichia angusta)는 바람직한 효모 숙주의 예이고, 목적한 바와 같은 발현 제어 서열, 예컨대 3-포스포글리세레이트 키나제 또는 다른 해당 효소를 포함하는 프로모터, 및 복제 기점, 종결 서열 등을 갖는 적합한 벡터를 함유한다. 아스페르길루스 니거(Aspergillus niger), 트리코더마 레에세이(Trichoderma reesei); 및 쉬조필룸 코뮨(Schizophyllum commune)이 진균 숙주의 예이지만, 다른 것도 선택에 따라 사용될 수 있다.Other microorganisms such as yeast or fungi can also be used for expression. Pichia pastoris, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, and Pichia angusta are examples of preferred yeast hosts and are intended. Promoters comprising an expression control sequence as such, such as 3-phosphoglycerate kinase or other enzymes of interest, and suitable vectors with origins of replication, termination sequences, and the like. Aspergillus niger, Trichoderma reesei; And Schizophyllum commune are examples of fungal hosts, but others may be used as desired.

포유동물 조직 세포 배양 또한 본 발명의 폴리펩티드를 발현하고 생산하는데 사용될 수 있다. 진핵 세포가 실제로 바람직한데, 이는 무손상 변이체를 분비할 수 있는 많은 적합한 숙주 세포주가 당업계에 개발되어 있기 때문이고, 여기에는 CHO 세포주, 다양한 COS 세포주, NSO 세포, 시리안 햄스터(Syrian Hamster) 난소 세포주, HeLa 세포, 또는 인간 배아 신장 세포주 (즉, HEK293, HEK293EBNA)가 포함된다.Mammalian tissue cell culture can also be used to express and produce the polypeptides of the invention. Eukaryotic cells are actually preferred because many suitable host cell lines have been developed in the art that can secrete intact variants, including CHO cell lines, various COS cell lines, NSO cells, and Syrian Hamster ovary. Cell lines, HeLa cells, or human embryonic kidney cell lines (ie, HEK293, HEK293EBNA).

이들 세포에 대한 발현 벡터는 발현 제어 서열, 예컨대 복제 기점, 프로모터, 인핸서, 및 필요한 프로세싱 정보 부위, 예컨대 리보솜 결합 부위, RNA 스플라이스 부위, 폴리아데닐화 부위, 및 전사 종결인자 서열을 포함할 수 있다. 바람직한 발현 제어 서열은 SV40, 아데노바이러스, 소 유두종 바이러스, 시토메갈로바이러스, 라우스(Raus) 육종 바이러스 등으로부터 유래된 프로모터이다. 바람직한 폴리아데닐화 부위는 SV40 및 소 성장 호르몬으로부터 유래된 서열을 포함한다.Expression vectors for these cells can include expression control sequences such as origin of replication, promoters, enhancers, and necessary processing information sites such as ribosomal binding sites, RNA splice sites, polyadenylation sites, and transcription terminator sequences. . Preferred expression control sequences are promoters derived from SV40, adenovirus, bovine papilloma virus, cytomegalovirus, Raus sarcoma virus, and the like. Preferred polyadenylation sites include sequences derived from SV40 and bovine growth hormone.

관심 폴리뉴클레오티드 서열 (예를 들어 본 발명의 융합 단백질 및 발현 제어 서열)을 함유하는 벡터는 세포 숙주의 유형에 따라 상이한 익히 공지된 방법에 의해 숙주 세포 내로 전달될 수 있다. 예를 들어 염화칼슘 형질감염은 통상적으로 원핵 세포에 대해 이용되고, 반면에 인산칼슘 처리 또는 전기천공은 다른 세포 숙주에 대해 사용될 수 있다Vectors containing polynucleotide sequences of interest (eg, fusion proteins and expression control sequences of the invention) can be delivered into host cells by well known methods that vary depending on the type of cell host. For example, calcium chloride transfection is commonly used for prokaryotic cells, whereas calcium phosphate treatment or electroporation can be used for other cellular hosts.

다양한 단백질 정제 방법이 사용될 수 있고, 이러한 방법은 당업계에 공지되어 있고, 예를 들어 문헌 [Deutscher, Methods in Enzymology 182: 83-9 (1990)] 및 [Scopes, Protein Purification: Principles and Practice, Springer-Verlag, NY (1982)]에 기재되어 있다. 선택되는 정제 단계(들)는, 예를 들어 본 발명의 융합 단백질에 이용되는 생산 방법의 특성에 따라 달라질 것이다.Various protein purification methods can be used and such methods are known in the art and are described, for example, in Deutscher, Methods in Enzymology 182: 83-9 (1990) and Scopes, Protein Purification: Principles and Practice, Springer Verlag, NY (1982). The purification step (s) selected will depend, for example, on the nature of the production method used in the fusion proteins of the invention.

본 발명의 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드, 예를 들어 본 발명의 이중 활성 융합 단백질은 환자의 임상 상태, 단백질 조성물의 전달 부위, 투여 방법, 투여 계획, 및 의사에게 공지된 다른 인자를 고려하여 우수한 의료 행위에 일치하는 방식으로 제제화되고 투여되어야 한다. 따라서, 본원의 목적을 위한 본 발명의 융합 단백질의 "치료 유효량"은 이러한 고려사항에 의해 결정된다.Proteins, polypeptides and / or peptides of the invention, such as dual active fusion proteins of the invention, are excellent in view of the clinical condition of the patient, the site of delivery of the protein composition, the method of administration, the dosing regimen, and other factors known to the physician. It must be formulated and administered in a manner consistent with medical practice. Thus, the "therapeutically effective amount" of the fusion protein of the invention for the purposes herein is determined by these considerations.

본 발명의 단백질의 제약 조성물은 제1형 및 제2형 당뇨병, 비만, 대사 증후군 또는 중환자를 치료하기 위한 일반적으로 의도된 목적을 달성하는 임의의 수단에 의해 투여될 수 있다. 투여의 비제한적 허용 수단은, 예를 들어 흡입 또는 좌약에 의해 또는 점막 조직에, 예컨대 질, 직장, 요도, 협측 및 설하 조직에 대한 세척에 의해, 경구로, 비강으로, 국소로, 비강내로, 복강내로, 비경구로, 정맥내로, 근육내로, 흉골내로, 관절내 주사에 의해, 림프내로, 간질로, 동맥내로, 피하로, 활막내, 경상피, 및 경피로 투여하는 것을 포함한다. 일부 실시양태에서, 제약 조성물은 세척에 의해, 경구로, 또는 동맥내로 투여된다. 다른 적합한 도입 방법에는 재충전성 또는 생분해성 장치 및 저속 또는 지속 방출 중합체성 장치가 또한 포함될 수 있다. 본 발명의 제약 조성물은 또한 다른 공지된 대사 작용제와의 조합 요법의 일부로서 투여될 수 있다.Pharmaceutical compositions of the proteins of the invention may be administered by any means which achieve generally intended aims for the treatment of type 1 and type 2 diabetes, obesity, metabolic syndrome or critically ill. Non-limiting acceptable means of administration are, for example, by inhalation or suppositories or by washing into mucosal tissues, such as vaginal, rectal, urethral, buccal and sublingual tissues, orally, nasal, topically, intranasally, Administration intraperitoneally, parenterally, intravenously, intramuscularly, intrasternally, by intra-articular injection, intralymphatically, epilepsy, intraarterally, subcutaneously, intravitreal, transepithelial, and transdermally. In some embodiments, the pharmaceutical composition is administered by washing, orally, or intraarterially. Other suitable introduction methods may also include rechargeable or biodegradable devices and slow or sustained release polymeric devices. Pharmaceutical compositions of the invention may also be administered as part of a combination therapy with other known metabolic agents.

투여되는 투여량은 수용자의 연령, 건강 및 체중, 존재할 경우 동시 치료의 종류, 치료 빈도, 및 목적하는 효과의 특성에 좌우될 것이다. 본 발명의 범위 내의 조성물은 FGF21 변이체가 제1형 또는 제2형 당뇨병, 비만 또는 대사 증후군의 치료를 위해 목적하는 의학적 효과를 달성하는데 효과적인 양으로 존재하는 모든 조성물을 포함한다. 환자별로 개별 필요량은 달라질 수 있지만, 모든 성분의 유효량에 대해 최적인 범위를 결정하는 것은 통상의 기술을 가진 임상의의 능력 내에 있다.The dosage administered will depend on the age, health and weight of the recipient, the type of concurrent treatment, the frequency of treatment, and the nature of the desired effect if present. Compositions within the scope of the present invention include all compositions in which the FGF21 variant is present in an amount effective to achieve the desired medical effect for the treatment of type 1 or type 2 diabetes, obesity or metabolic syndrome. While individual requirements may vary from patient to patient, it is within the ability of clinicians of ordinary skill to determine the optimal range for an effective amount of all components.

본 발명의 단백질은 공지된 제약상 유용한 조성물의 제조 방법에 따라 제제화될 수 있다. 목적 제제는 적절한 희석제로 재구성되는 안정한 동결건조 생성물 또는 임의적인 제약상 허용되는 담체, 보존제, 부형제 또는 안정화제를 함유하는 고순도의 수용액인 제제일 것이다 (문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition (1980)]). 본 발명의 단백질은 제약상 허용되는 완충제, 및 허용되는 안정성을 제공하기 위해 조정된 pH, 및 투여에 허용되는 pH와 조합될 수 있다.Proteins of the invention can be formulated according to known methods of preparing pharmaceutically useful compositions. The desired formulation may be a stable lyophilized product which is reconstituted with an appropriate diluent or a high purity aqueous solution containing any pharmaceutically acceptable carrier, preservative, excipient or stabilizer (Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition (1980)). . Proteins of the invention can be combined with pharmaceutically acceptable buffers, and pH adjusted to provide acceptable stability, and pH acceptable for administration.

비경구 투여를 위해, 한 실시양태에서, 본 발명의 융합 단백질은 일반적으로 목적 순도의 하나 이상의 단백질을 제약상 허용되는 담체, 즉 사용되는 투여량 및 농도에서 수용자에게 비-독성이고 제제의 다른 성분과 상용성인 것과 주사가능한 단위 투여 형태 (용액, 현탁액 또는 에멀젼)로 혼합함으로써 제제화된다. 바람직하게는, 하나 이상의 제약상 허용되는 항-미생물제가 첨가될 수 있다. 페놀, m-크레졸 및 벤질 알콜이 바람직한 제약상 허용되는 항-미생물제이다.For parenteral administration, in one embodiment, the fusion protein of the invention is generally one or more proteins of the desired purity and is non-toxic to the recipient at the pharmaceutically acceptable carrier, i. It is formulated by mixing in an injectable unit dosage form (solution, suspension or emulsion) with those compatible with. Preferably, one or more pharmaceutically acceptable anti-microbial agents may be added. Phenol, m-cresol and benzyl alcohol are preferred pharmaceutically acceptable anti-microbial agents.

임의로, 하나 이상의 제약상 허용되는 염이 이온 강도 또는 장성을 조정하기 위해 첨가될 수 있다. 하나 이상의 부형제가 제제의 등장성을 추가로 조정하기 위해 첨가될 수 있다. 글리세린, 염화나트륨 및 만니톨이 등장성 조정 부형제의 예이다.Optionally, one or more pharmaceutically acceptable salts may be added to adjust the ionic strength or tonicity. One or more excipients may be added to further adjust the isotonicity of the formulation. Glycerin, sodium chloride and mannitol are examples of isotonicity adjusting excipients.

당업자는 우수한 의료 행위 및 개별 환자의 임상 상태에 의해 결정된 바와 같이, 본 발명의 단백질을 포함하는 치료 조성물에 대한 제약상 유효 투여량 및 투여 요법을 용이하게 최적화할 수 있다. 본 발명의 단백질에 대한 전형적 용량 범위는 성인의 경우 약 0.01 mg/일 내지 약 1000 mg/일 (또는 주당 1회 투여되는 약 0.05 mg/주 내지 약 5000 mg/주)일 것이다. 바람직하게는, 투여량 범위는 약 0.1 mg/일 내지 약 100 mg/일 (또는 주당 1회 투여되는 약 0.5 mg/주 내지 약 500 mg/주), 보다 바람직하게는 약 1.0 mg/일 내지 약 10 mg/일 (또는 주당 1회 투여되는 약 5 mg/주 내지 약 50 mg/주)이다. 가장 바람직하게는, 투여량은 약 1-5 mg/일 (또는 주당 1회 투여되는 약 5 mg/주 내지 약 25 mg/주)이다. 투여되는 FGF21 변이체의 적절한 용량은 보다 빠르고 보다 효율적인 글루코스 이용에 의해 혈액 글루코스 수준의 저하 및 에너지 소비량의 증가를 유발할 것이고, 따라서 제1형 및 제2형 당뇨병, 비만 및 대사 증후군을 치료하는데 유용하다.One skilled in the art can readily optimize the pharmaceutically effective dosages and dosing regimens for therapeutic compositions comprising the proteins of the invention, as determined by good medical practice and the clinical condition of the individual patient. Typical dosage ranges for proteins of the invention will be from about 0.01 mg / day to about 1000 mg / day (or from about 0.05 mg / week to about 5000 mg / week administered once per week) in adults. Preferably, the dosage range is from about 0.1 mg / day to about 100 mg / day (or from about 0.5 mg / week to about 500 mg / week administered once per week), more preferably from about 1.0 mg / day to about 10 mg / day (or about 5 mg / week to about 50 mg / week administered once per week). Most preferably, the dosage is about 1-5 mg / day (or about 5 mg / week to about 25 mg / week administered once per week). Appropriate doses of the FGF21 variant administered will lead to lower blood glucose levels and increased energy consumption by faster and more efficient use of glucose and are therefore useful for treating type 1 and type 2 diabetes, obesity and metabolic syndrome.

또한, 고혈당증 및 인슐린 저항성은 영양 지원이 주어진 중환자에서 통상적이기 때문에, 일부 ICU에서는 식후 중환자의 과도한 고혈당증을 치료하기 위해 인슐린을 투여한다. 실제로, 최근의 연구는 혈액 글루코스를 110 mg/dl 이하의 수준으로 유지하기 위한 외인성 인슐린의 사용이 당뇨병 병력의 존재 여부와 무관하게 외과 중환자실의 중환자의 이환율 및 사망률을 감소시켰음을 기록하고 있다 (문헌 [Van den Berghe, et al. N Engl J Med., 345(19):1359, (2001)]). 따라서, 본 발명의 단백질은 대사 불안정 중환자에서 대사 안정성의 회복을 돕는데 특유하게 적합하다. FGF21의 변이체를 함유하는 것과 같은 본 발명의 단백질은 그것이 글루코스 흡수를 자극하고, 인슐린 감수성을 증진시키지만, 저혈당증은 유도하지 않다는 점에서 특유하다.In addition, since hyperglycemia and insulin resistance are common in critically ill patients given nutritional support, some ICUs administer insulin to treat excessive hyperglycemia in critically ill patients. Indeed, recent studies have documented that the use of exogenous insulin to maintain blood glucose levels below 110 mg / dl has reduced morbidity and mortality in critically ill patients in the surgical intensive care unit, regardless of the presence of a history of diabetes. Van den Berghe, et al. N Engl J Med., 345 (19): 1359, (2001). Thus, the proteins of the present invention are uniquely suited to aid in the recovery of metabolic stability in metabolic unstable critical patients. Proteins of the invention, such as those containing a variant of FGF21, are unique in that they stimulate glucose uptake and enhance insulin sensitivity but do not induce hypoglycemia.

본 발명의 또 다른 측면에서, 비만, 제1형 및 제2형 당뇨병, 췌장염, 이상지혈증, 비알콜성 지방간 질환 (NAFLD), 비알콜성 지방간염 (NASH), 인슐린 저항성, 고인슐린혈증, 글루코스 불내성, 고혈당증, 대사 증후군, 급성 심근경색, 인슐린 수용체에서의 중증 불활성화 돌연변이와 연관된 상태, 및 다른 대사 장애의 치료를 위한 의약으로서 사용하기 위한 본 발명의 단백질이 고려된다.In another aspect of the invention, obesity, type 1 and type 2 diabetes, pancreatitis, dyslipidemia, nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), nonalcoholic steatohepatitis (NASH), insulin resistance, hyperinsulinemia, glucose Proteins of the invention are contemplated for use as a medicament for the treatment of intolerance, hyperglycemia, metabolic syndrome, acute myocardial infarction, conditions associated with severe inactivation mutations in the insulin receptor, and other metabolic disorders.

부위-특이적 FGF21 돌연변이체Site-specific FGF21 Mutant

일부 실시양태에서, 본 발명의 융합 단백질은 추가의 FGF21 돌연변이체 또는 비천연 아미노산을 갖는 FGF21 유사체를 포함한다.In some embodiments, fusion proteins of the invention comprise additional FGF21 mutants or FGF21 analogs with non-natural amino acids.

일부 실시양태에서, 본 발명의 융합 단백질은 야생형 FGF21의 하기 추가의 변형 중 하나 이상을 갖는 FGF21 효능제를 포함한다:In some embodiments, a fusion protein of the invention comprises an FGF21 agonist having one or more of the following additional modifications of wild type FGF21:

(i) 이량체화, 예컨대 R154C에서의 디술피드의 형성 또는 또 다른 부위에서의 시스테인의 도입, 또는 융합된 Fc 도메인을 통한 이량체화, 또는 이과능성 PEG와 같은 가교제를 통한 이량체 형성을 촉진하기 위한 추가의 디술피드, 비천연 아미노산, 또는 변형;(i) dimerization, such as the formation of disulfide at R154C or the introduction of cysteine at another site, or dimerization via fused Fc domains, or dimerization via crosslinking agents such as difunctional PEG Further disulfides, unnatural amino acids, or modifications;

(ii) FGF21의 단편;(ii) a fragment of FGF21;

(iii) FGF21 활성 (베타-클로토에 결합 및 FGFR의 결합 및 활성화)을 갖도록 선택된 단백질; 및 (iii) a protein selected to have FGF21 activity (binding to beta-cloto and binding and activation of FGFR); And

(iv) FGF21 모방 항체 (다양한 형식, 예컨대 Fab, 유니바디, svFc 등).(iv) FGF21 mimicking antibodies (various formats such as Fab, unibody, svFc, etc.).

일부 실시양태에서, 본 발명의 융합 단백질은 하기 링커 중 하나 이상을 포함한다: 단순 아미드 결합, 짧은 펩티드 (특히 Ser/Gly 반복부), FGF21 번역된 서열로부터의 추가 잔기, 또는 전체 단백질에 이르는 보다 큰 링커 (예컨대 Fc 도메인, HSA-결합 나선 다발, HSA 등). 2개의 모이어티는 또한 다른 화학적 수단에 의해, 예컨대 비천연 아미노산 또는 표준 화학 링커 (말레이미드-Cys, NHS-Lys, 클릭 등)를 통해 연결될 수 있다. In some embodiments, the fusion proteins of the invention comprise one or more of the following linkers: simple amide bonds, short peptides (especially Ser / Gly repeats), further residues from the FGF21 translated sequence, or more, to the entire protein. Large linkers (eg Fc domains, HSA-binding helix bundles, HSA, etc.). The two moieties may also be linked by other chemical means, such as through non-natural amino acids or standard chemical linkers (maleimide-Cys, NHS-Lys, click, etc.).

본 발명의 다른 실시양태는 반감기 연장을 위한 하기 부착을 포함하나 이에 제한되지는 않는다: 융합체의 단량체 또는 이량체 버전에 대한 HSA-결합 지질 또는 소분자 또는 미셀. Other embodiments of the invention include, but are not limited to, the following attachments for half-life extension: HSA-binding lipids or small molecules or micelles for monomeric or dimeric versions of the fusion.

본 발명의 특정 실시양태에서, 반감기 연장 및 다른 개선된 생물학적 특성을 달성하기 위해 본 발명의 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드에 대해 다른 부착이 이루어질 수 있다. 이들은 PEG-콜레스테롤 접합체 (미셀 및 리포솜 포함)를 본 발명의 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드에 부착하고/거나, 당 (글리코실레이트)을 본 발명의 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드에 부착하는 것을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 예를 들어 폴리시알산 (PSA), 히드록시에틸 스타치 (HES), 알부민-결합 리간드, 또는 탄수화물 차폐의 접합체를 단백질, 폴리펩티드, 및/또는 펩티드에 부가하기 위해 유사한 기술이 사용된다. In certain embodiments of the invention, other attachments may be made to the proteins, polypeptides and / or peptides of the invention to achieve half-life extension and other improved biological properties. These include attaching PEG-cholesterol conjugates (including micelles and liposomes) to proteins, polypeptides and / or peptides of the invention, and / or attaching sugars (glycosylates) to proteins, polypeptides and / or peptides of the invention. can do. In another embodiment, similar techniques are employed to add, for example, conjugates of polysialic acid (PSA), hydroxyethyl starch (HES), albumin-binding ligand, or carbohydrate shielding to proteins, polypeptides, and / or peptides. Used.

HES화 기술은, 예를 들어 환원성 알킬화를 통해 분지형 히드록시에틸스타치 (HES) 쇄 (60 kDa 또는 100 kDa, 옥수수 전분으로부터의 고분지형 아밀로펙틴 단편)를 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드에 커플링시킨다. 폴리시알화는 PEG화와 유사한 방식으로 관심 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드를 폴리시알산 (PSA) 중합체와 접합시킨다. PSA 중합체는 신체에서 자연적으로 발생하는 음으로 하전된 비-면역원성 중합체이고, 10-50kD의 분자량으로 이용가능하다.HESylation techniques couple branched hydroxyethylstarch (HES) chains (60 kDa or 100 kDa, highly branched amylopectin fragments from corn starch) to proteins, polypeptides and / or peptides, for example, via reductive alkylation. Let's do it. Polysialication conjugates the protein, polypeptide and / or peptide of interest with a polysialic acid (PSA) polymer in a similar manner to PEGylation. PSA polymers are negatively charged non-immunogenic polymers naturally occurring in the body and are available in molecular weights of 10-50 kD.

본 발명의 또 다른 실시양태에서, 반감기 연장 및 다른 개선된 생물학적 특성을 달성하기 위해 본 발명의 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드에 대해 다른 부착 또는 변형이 이루어질 수 있다. 이들은 재조합 PEG (rPEG) 기의 생성, 및 본 발명의 단백질, 폴리펩티드 및/또는 펩티드에 대한 그의 부착을 포함한다. 회사 아뮤닉스 인크.(Amunix, Inc.)에 의해 개발된 바와 같은 rPEG 기술은 생물제약에 유전적으로 융합된 PEG-유사 특성을 갖는 단백질 서열을 기반으로 하여, 추가의 화학적 접합 단계를 회피한다. rPEG는 친수성 아미노산의 긴 비구조화 꼬리를 함유하는 연장된 반감기 엑세나티드 구축물이고, 이는 단백질 또는 펩티드의 혈청 반감기 증가 및 그의 흡수 속도 저하 둘 다를 가능하게 하여 최고효과-최저효과 비를 유의하게 감소시킬 수 있다. rPEG는 증가된 유체역학 반경을 갖고, 그의 실제 분자량의 약 15배인 겉보기 분자량을 나타내며, PEG화 방식을 모방하여 긴 혈청 반감기를 달성한다. In another embodiment of the invention, other attachments or modifications may be made to the proteins, polypeptides and / or peptides of the invention to achieve half-life extension and other improved biological properties. These include the generation of recombinant PEG (rPEG) groups and their attachment to the proteins, polypeptides and / or peptides of the invention. The rPEG technology, as developed by the company Amunix, Inc., is based on protein sequences with PEG-like properties genetically fused to biopharmaceuticals, thus avoiding further chemical conjugation steps. rPEG is an extended half-life exenatide construct containing a long unstructured tail of hydrophilic amino acids, which allows both an increase in serum half-life of the protein or peptide and a decrease in its rate of absorption, thereby significantly reducing the peak-to-bottom ratio. Can be. rPEG has an increased hydrodynamic radius, exhibits an apparent molecular weight that is about 15 times its actual molecular weight, and mimics the PEGylation scheme to achieve long serum half-life.

말단절단된 FGF21 폴리펩티드Truncated FGF21 Polypeptide

본 발명의 한 실시양태는 성숙 FGF21 폴리펩티드 (서열 3)의 말단절단된 형태에 관한 것이다. 본 발명의 상기 실시양태는 성숙 FGF21 폴리펩티드의 비말단절단된 형태와 유사한, 일부 경우에는 이보다 우수한 활성을 제공할 수 있는 말단절단된 FGF21 폴리펩티드를 확인하기 위한 노력에 의해 달성되었다.One embodiment of the invention relates to a truncated form of a mature FGF21 polypeptide (SEQ ID NO: 3). This embodiment of the present invention has been accomplished by an effort to identify truncated FGF21 polypeptides that can provide superior activity in some cases, similar to the non-terminated form of mature FGF21 polypeptide.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "말단절단된 FGF21 폴리펩티드"는 아미노산 잔기가 FGF21 폴리펩티드의 아미노-말단 (또는 N-말단) 단부로부터 제거되었거나, 아미노산 잔기가 FGF21 폴리펩티드의 카르복실-말단 (또는 C-말단) 단부로부터 제거되었거나, 또는 아미노산 잔기가 FGF21 폴리펩티드의 아미노-말단 및 카르복실-말단 단부 둘 다로부터 제거된 FGF21 폴리펩티드를 의미한다. 본원에 개시된 다양한 말단절단체를 본원에 기재된 바와 같이 제조하였다.As used herein, the term “terminated FGF21 polypeptide” means that the amino acid residue has been removed from the amino-terminal (or N-terminal) end of the FGF21 polypeptide, or that the amino acid residue is the carboxyl-terminal (or C-terminal) of the FGF21 polypeptide. Means an FGF21 polypeptide that has been removed from an end or an amino acid residue has been removed from both the amino- and carboxyl-terminal ends of the FGF21 polypeptide. The various terminal sections disclosed herein were prepared as described herein.

N-말단에서 말단절단된 FGF21 폴리펩티드 및 C-말단에서 말단절단된 FGF21 폴리펩티드의 활성은 시험관내 포스포-ERK 검정을 사용하여 검정할 수 있다. 말단절단된 FGF21 폴리펩티드의 활성을 조사하기 위해 사용될 수 있는 시험관내 검정의 구체적인 상세내용은 실시예에서 확인할 수 있다.The activity of the N-terminally truncated FGF21 polypeptide and the C-terminally truncated FGF21 polypeptide can be assayed using an in vitro phospho-ERK assay. Specific details of in vitro assays that can be used to investigate the activity of truncated FGF21 polypeptides can be found in the Examples.

본 발명의 말단절단된 FGF21 폴리펩티드의 활성은 또한 생체내 검정, 예컨대 ob/ob 마우스에서 평가될 수 있다. 일반적으로, 말단절단된 FGF21 폴리펩티드를 시험 동물에 복강 내로 투여하여 말단절단된 FGF21 폴리펩티드의 생체내 활성을 평가할 수 있다. 목적 인큐베이션 기간 (예를 들어 1시간 이상) 후에, 혈액 샘플을 채취하고, 혈액 글루코스 수준을 측정할 수 있다.The activity of the truncated FGF21 polypeptides of the invention can also be assessed in vivo assays such as ob / ob mice. In general, the truncated FGF21 polypeptide may be administered intraperitoneally to a test animal to assess the in vivo activity of the truncated FGF21 polypeptide. After the desired incubation period (eg 1 hour or more), blood samples may be taken and blood glucose levels measured.

a. N-말단에서의 말단절단a. Truncation at the N-terminus

본 발명의 일부 실시양태에서, N-말단에서의 말단절단은 성숙 FGF21 폴리펩티드의 N-말단 단부로부터의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개 아미노산 잔기를 포함한다. 9개 미만의 아미노산 잔기의 N-말단에서의 말단절단을 갖는 말단절단된 FGF21 폴리펩티드는 개체에서 혈액 글루코스를 저하시키는 성숙 FGF21 폴리펩티드의 능력을 보유한다. 따라서, 특정 실시양태에서, 본 발명은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개 아미노산 잔기의 N-말단에서의 말단절단을 갖는 성숙 FGF21 폴리펩티드 또는 FGF21 단백질 변이체의 말단절단된 형태를 포함한다.In some embodiments of the invention, truncation at the N-terminus comprises 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 amino acid residues from the N-terminal end of the mature FGF21 polypeptide. Truncated FGF21 polypeptides with truncations at the N-terminus of less than 9 amino acid residues retain the ability of a mature FGF21 polypeptide to lower blood glucose in an individual. Thus, in certain embodiments, the present invention provides truncated forms of mature FGF21 polypeptides or FGF21 protein variants with truncations at the N-terminus of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 amino acid residues. It includes.

b. C-말단에서의 말단절단b. Truncation at the C-terminus

본 발명의 일부 실시양태에서, C-말단에서의 말단절단은 성숙 FGF21 폴리펩티드의 C-말단 단부로부터의 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12개 아미노산 잔기를 포함한다. 13개 미만의 아미노산 잔기의 C-말단에서의 말단절단을 갖는 말단절단된 FGF21 폴리펩티드는 시험관내 ELK-루시페라제 검정에서 야생형 FGF21의 효능의 50% 이상의 효능을 나타냈고 (문헌 [Yie J. et al. FEBS Letts 583:19-24 (2009)]), 이는 이들 FGF21 돌연변이체가 개체에서 혈액 글루코스를 저하시키는 성숙 FGF21 폴리펩티드의 능력을 보유함을 나타낸다. 따라서, 특정 실시양태에서, 본 발명은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12개 아미노산 잔기의 C-말단에서의 말단절단을 갖는 성숙 FGF21 폴리펩티드 또는 FGF21 단백질 변이체의 말단절단된 형태를 포함한다.In some embodiments of the invention, truncation at the C-terminus is 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 from the C-terminus of the mature FGF21 polypeptide. Amino acid residues. Truncated FGF21 polypeptides with truncations at the C-terminus of less than 13 amino acid residues showed at least 50% of the efficacy of wild type FGF21 in an in vitro ELK-luciferase assay (see, Jie et al. FEBS Letts 583: 19-24 (2009)]), indicating that these FGF21 mutants retain the ability of mature FGF21 polypeptides to lower blood glucose in an individual. Thus, in certain embodiments, the present invention provides a mature FGF21 polypeptide having a truncation at the C-terminus of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 amino acid residues or Truncated forms of the FGF21 protein variant.

c. N-말단 및 C-말단에서의 말단절단c. Truncation at the N- and C-terminus

본 발명의 일부 실시양태에서, 말단절단된 FGF21 폴리펩티드는 N-말단 및 C-말단에서의 말단절단의 조합을 가질 수 있다. N-말단 및 C-말단에서의 말단절단의 조합을 갖는 말단절단된 FGF21 폴리펩티드는 N-말단 또는 C-말단에서의 말단절단만을 갖는 상응하는 말단절단된 FGF21 폴리펩티드의 활성을 공유한다. 즉, 9개 미만의 아미노산 잔기의 N-말단에서의 말단절단 및 13개 미만의 아미노산 잔기의 C-말단에서의 말단절단 둘 다를 갖는 말단절단된 FGF21 폴리펩티드는 9개 미만의 아미노산 잔기의 N-말단에서의 말단절단을 갖는 말단절단된 FGF21 폴리펩티드 또는 13개 미만의 아미노산 잔기의 C-말단에서의 말단절단을 갖는 말단절단된 FGF21 폴리펩티드와 유사하거나 보다 높은 혈액 글루코스-저하 활성을 보유한다. 따라서, 특정 실시양태에서, 본 발명은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8개 아미노산 잔기의 N-말단에서의 말단절단 및 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12개 아미노산 잔기의 C-말단에서의 말단절단을 갖는, 성숙 FGF21 폴리펩티드 또는 FGF21 단백질 변이체의 말단절단된 형태를 포함한다.In some embodiments of the invention, the truncated FGF21 polypeptide may have a combination of truncation at the N-terminus and C-terminus. Truncated FGF21 polypeptides having a combination of truncation at the N- and C-terminus share the activity of the corresponding truncated FGF21 polypeptide having only truncation at the N- or C-terminus. That is, truncated FGF21 polypeptides having both truncations at the N-terminus of less than 9 amino acid residues and truncations at the C-terminus of less than 13 amino acid residues are N-terminus of less than 9 amino acid residues. Possesses similar or higher blood glucose-lowering activity than truncated FGF21 polypeptide with truncation in or truncated FGF21 polypeptide with truncation at the C-terminus of less than 13 amino acid residues. Thus, in certain embodiments, the invention provides truncation at the N-terminus of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8 amino acid residues and 1, 2, 3, 4, 5, 6, Truncated forms of mature FGF21 polypeptide or FGF21 protein variant, with truncations at the C-terminus of 7, 8, 9, 10, 11, or 12 amino acid residues.

본 발명의 모든 FGF21 변이체와 마찬가지로, 말단절단된 FGF21 폴리펩티드는 지정된 돌연변이에 의해 또는 박테리아 발현 과정의 결과로서 도입될 수 있는 아미노-말단 메티오닌 잔기를 임의로 포함할 수 있다.As with all FGF21 variants of the invention, the truncated FGF21 polypeptide may optionally comprise amino-terminal methionine residues that can be introduced by a designated mutation or as a result of the bacterial expression process.

본 발명의 말단절단된 FGF21 폴리펩티드는 본원에 기재된 실시예에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다. 표준 분자 생물학 기술을 잘 알고 있는 당업자는 본 발명의 말단절단된 FGF21 폴리펩티드를 제조하고 사용하기 위해 본원의 개시내용과 함께 그 지식을 이용할 수 있다. 표준 기술이 재조합 DNA, 올리고뉴클레오티드 합성, 조직 배양 및 형질전환 (예를 들어 전기천공, 리포펙션)을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 임의의 목적을 위해 본원에 참조로 포함된 상기 문헌 [Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual]을 참고한다. 효소적 반응 및 정제 기술은 제조업체의 상세설명에 따라, 당업계에서 통상적으로 달성되는 바와 같이, 또는 본원에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다. 구체적인 정의가 제공되지 않는 한, 본원에 기재된 분석 화학, 합성 유기 화학, 및 의약 및 제약 화학과 연관되어 이용되는 명명법 및 그의 실험 절차 및 기술은 당업계에 익히 공지되고 통상적으로 사용되는 것이다. 표준 기술이 화학적 합성; 화학적 분석; 제약 제조, 제제화, 및 전달; 및 환자의 치료를 위해 사용될 수 있다.Truncated FGF21 polypeptides of the invention can be prepared as described in the Examples described herein. Those skilled in the art, who are familiar with standard molecular biology techniques, can use that knowledge in conjunction with the disclosure herein to prepare and use the truncated FGF21 polypeptides of the invention. Standard techniques can be used for recombinant DNA, oligonucleotide synthesis, tissue culture and transformation (eg electroporation, lipofection). See, eg, Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, incorporated herein by reference for any purpose. Enzymatic reactions and purification techniques can be performed according to manufacturer's details, as commonly accomplished in the art, or as described herein. Unless specific definitions are provided, the nomenclature and experimental procedures and techniques used in connection with the analytical chemistry, synthetic organic chemistry, and medicinal and pharmaceutical chemistry described herein are those well known and commonly used in the art. Standard techniques for chemical synthesis; Chemical analysis; Pharmaceutical preparation, formulation, and delivery; And for the treatment of patients.

본 발명의 말단절단된 FGF21 폴리펩티드는 또한 말단절단된 FGF21 폴리펩티드에 추가의 특성을 부여할 수 있는 또 다른 물질에 융합될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 말단절단된 FGF21 폴리펩티드는 IgG 불변 도메인 또는 그의 단편 (예를 들어 Fc 영역), 인간 혈청 알부민 (HSA), 또는 알부민-결합 폴리펩티드에 융합될 수 있다. 이러한 융합은 공지의 분자 생물학적 방법 및/또는 본원에 제공된 지침을 사용하여 달성될 수 있다. 이러한 융합 폴리펩티드의 이익, 뿐만 아니라 이러한 융합 폴리펩티드의 제조 방법은 본원에서 보다 상세하게 설명된다.Truncated FGF21 polypeptides of the invention can also be fused to another substance that can impart additional properties to the truncated FGF21 polypeptide. In one embodiment of the invention, the truncated FGF21 polypeptide may be fused to an IgG constant domain or fragment thereof (eg an Fc region), human serum albumin (HSA), or albumin-binding polypeptide. Such fusion can be accomplished using known molecular biological methods and / or instructions provided herein. The benefits of such fusion polypeptides, as well as methods of making such fusion polypeptides, are described in more detail herein.

FGF21 융합 단백질FGF21 fusion protein

본원에 사용된 바와 같은 용어 "FGF21 융합 폴리펩티드" 또는 "FGF21 융합 단백질"은 본원에 기재된 임의의 FGF21 단백질 변이체의 N-말단 또는 C-말단에서의 1개 이상의 아미노산 잔기 (예컨대 이종 단백질 또는 펩티드)의 융합체를 의미한다.As used herein, the term “FGF21 fusion polypeptide” or “FGF21 fusion protein” refers to one or more amino acid residues (eg, heterologous proteins or peptides) at the N-terminus or C-terminus of any of the FGF21 protein variants described herein. Means a fusion.

FGF21 융합 단백질은 이종 서열을, 예를 들어 본원에 정의된 바와 같은 FGF21 단백질 변이체의 N-말단 또는 C-말단에서 융합시킴으로써 제조될 수 있다. 본원에 기재된 바와 같은 이종 서열은 아미노산 서열 또는 비-아미노산-함유 중합체일 수 있다. 이종 서열은 FGF21 단백질 변이체에 직접 또는 링커 또는 어댑터 분자를 통해 융합될 수 있다. 링커 또는 어댑터 분자는 1개 이상의 아미노산 잔기 (또는 -량체), 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9개 잔기 (또는 -량체), 바람직하게는 10 내지 50개 아미노산 잔기 (또는 -량체), 예를 들어 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35, 40, 45 또는 50개 잔기 (또는 -량체), 보다 바람직하게는 15 내지 35개 아미노산 잔기 (또는 -량체)일 수 있다. 링커 또는 어댑터 분자는 또한 DNA 제한 엔도뉴클레아제에 대한 또는 융합된 모이어티의 분리를 허용하는 프로테아제에 대한 절단 부위를 갖도록 설계될 수 있다.FGF21 fusion proteins can be prepared by fusing heterologous sequences, eg, at the N-terminus or C-terminus of the FGF21 protein variant as defined herein. The heterologous sequence as described herein may be an amino acid sequence or a non-amino acid-containing polymer. The heterologous sequence can be fused directly to the FGF21 protein variant or through a linker or adapter molecule. The linker or adapter molecule may comprise one or more amino acid residues (or -mers), for example 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9 residues (or -mers), preferably 10 to 50 Dog amino acid residues (or -mers), for example 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35, 40, 45 or 50 residues (or- Dimers), more preferably 15 to 35 amino acid residues (or -mers). The linker or adapter molecule may also be designed to have a cleavage site for DNA restriction endonucleases or for proteases that allow for separation of the fused moiety.

이종 펩티드 및 폴리펩티드는 FGF21 단백질 변이체의 검출 및/또는 단리를 허용하는 에피토프; 막횡단 수용체 단백질 또는 그의 일부, 예컨대 세포외 도메인 또는 막횡단 및 세포내 도메인; 막횡단 수용체 단백질에 결합하는 리간드 또는 그의 일부; 촉매 활성을 갖는 효소 또는 그의 일부; 올리고머화를 촉진하는 폴리펩티드 또는 펩티드, 예컨대 류신 지퍼 도메인; 안정성을 증가시키는 폴리펩티드 또는 펩티드, 예컨대 이뮤노글로불린 불변 영역; 기능적 또는 비-기능적 항체, 또는 그의 중쇄 또는 경쇄; 및 본 발명의 FGF21 단백질 변이체와 상이한 활성, 예컨대 치료 활성을 갖는 폴리펩티드를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 또한 인간 혈청 알부민 (HSA)에 융합된 FGF21 돌연변이체도 본 발명에 포함된다.Heterologous peptides and polypeptides include epitopes that allow detection and / or isolation of FGF21 protein variants; Transmembrane receptor proteins or portions thereof, such as extracellular domains or transmembrane and intracellular domains; Ligands or portions thereof that bind to the transmembrane receptor protein; Enzymes or portions thereof having catalytic activity; Polypeptides or peptides that promote oligomerization, such as leucine zipper domains; Polypeptides or peptides such as immunoglobulin constant regions that increase stability; Functional or non-functional antibodies, or heavy or light chains thereof; And polypeptides having a different activity, such as therapeutic activity, from the FGF21 protein variant of the invention. Also included in the present invention are FGF21 mutants fused to human serum albumin (HSA).

a. Fc 융합a. Fc fusion

본 발명의 한 실시양태에서, FGF21 단백질 변이체는 인간 IgG의 Fc 영역의 하나 이상의 도메인에 융합된다. 항체는 2개의 기능적으로 독립적인 부분, 즉 항원에 결합하는 "Fab"로 공지된 가변 도메인 및 이펙터 기능, 예컨대 보체 활성화 및 식세포에 의한 공격과 관련된 "Fc"로 공지된 불변 도메인을 포함한다. Fc는 긴 혈청 반감기를 갖는 반면, Fab는 수명이 짧다 (문헌 [Capon et al., 1989, Nature 337: 525-31]). 치료 단백질과 함께 연결되는 경우, Fc 도메인은 보다 긴 반감기를 제공하거나 또는 Fc 수용체 결합, 단백질 A 결합, 보체 고정, 및 아마도 심지어 태반 전달과 같은 기능을 혼입할 수 있다 (문헌 [Capon et al., 1989]).In one embodiment of the invention, the FGF21 protein variant is fused to one or more domains of the Fc region of human IgG. Antibodies comprise two functionally independent parts, a variable domain known as "Fab" that binds to an antigen and a constant domain known as "Fc" associated with effector functions such as complement activation and attack by phagocytes. Fc has a long serum half-life, while Fab has a short lifespan (Capon et al., 1989, Nature 337: 525-31). When linked with therapeutic proteins, the Fc domain can provide longer half-life or incorporate functions such as Fc receptor binding, protein A binding, complement fixation, and possibly even placental delivery (Capon et al., 1989).

개시내용 전반에 걸쳐, Fc-FGF21은 Fc 서열이 FGF21의 N-말단에 융합된 융합 단백질을 의미한다. 이와 유사하게, 개시내용 전반에 걸쳐, FGF21-Fc는 Fc 서열이 FGF21의 C-말단에 융합된 융합 단백질을 의미한다.Throughout the disclosure, Fc-FGF21 refers to a fusion protein in which the Fc sequence is fused to the N-terminus of FGF21. Similarly, throughout the disclosure, FGF21-Fc means a fusion protein in which the Fc sequence is fused to the C-terminus of FGF21.

본 발명의 바람직한 실시양태는 본원에 정의된 바와 같은 FGF21 변이체를 포함하는 Fc-FGF21 융합 단백질이다. 특히 바람직한 실시양태는 본원에 정의된 바와 같은 변형된 Fc 단편 (예를 들어 FcLALA) 및 FGF21 변이체를 포함하는 Fc-FGF21 융합 단백질이다.Preferred embodiments of the invention are Fc-FGF21 fusion proteins comprising the FGF21 variant as defined herein. Particularly preferred embodiments are Fc-FGF21 fusion proteins comprising modified Fc fragments (eg FcLALA) and FGF21 variants as defined herein.

융합 단백질은, 예를 들어 단백질 A 친화도 칼럼의 사용에 의해 정제될 수 있다. Fc 영역에 융합된 펩티드 및 단백질은 생체내에서 비융합된 대응부보다 실질적으로 긴 반감기를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 또한, Fc 영역에 대한 융합은 융합 폴리펩티드의 이량체화/다량체화를 허용한다. Fc 영역은 자연 발생 Fc 영역일 수 있거나, 또는 특정 품질, 예컨대 치료 품질, 순환 시간, 또는 감소된 응집을 개선하기 위해 변경될 수 있다.Fusion proteins can be purified, for example, by use of a Protein A affinity column. Peptides and proteins fused to the Fc region have been found to exhibit substantially longer half-lives than unfused counterparts in vivo. Fusion to the Fc region also allows for dimerization / multimerization of the fusion polypeptide. The Fc region may be a naturally occurring Fc region or may be altered to improve certain qualities such as treatment quality, cycle time, or reduced aggregation.

항체의 "Fc" 도메인과의 융합에 의한 단백질 치료제의 유용한 변형은 PCT 공개 번호 WO 00/024782에 상세하게 논의되어 있다. 이 문헌에는 "비히클", 예컨대 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 덱스트란 또는 Fc 영역에 대한 연결이 논의되어 있다.Useful modifications of protein therapeutics by fusion with the “Fc” domain of an antibody are discussed in detail in PCT Publication No. WO 00/024782. This document discusses connections to "vehicles" such as polyethylene glycol (PEG), dextran or Fc regions.

b. 융합 단백질 링커b. Fusion protein linker

본 발명의 융합 단백질을 형성할 때, 필요하지는 않지만, 링커가 사용될 수 있다. 존재할 경우, 링커는 주로 스페이서로서 작용하기 때문에 그의 화학 구조는 중요하지 않을 수 있다. 링커는 펩티드 결합에 의해 함께 연결된 아미노산으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 링커는 펩티드 결합에 의해 연결된 1 내지 20개의 아미노산으로 이루어지고, 여기서 아미노산은 20개의 자연 발생 아미노산으로부터 선택된다. 다양한 실시양태에서, 1 내지 20개의 아미노산은 아미노산 글리신, 세린, 알라닌, 프롤린, 아스파라긴, 글루타민 및 리신으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 링커는 입체적으로 비방해된 대부분의 아미노산, 예컨대 글리신 및 알라닌으로 이루어진다. 일부 실시양태에서, 링커는 폴리글리신, 폴리알라닌, 글리신과 알라닌의 조합 (예컨대 폴리(Gly-Ala)), 또는 글리신과 세린의 조합 (예컨대 폴리(Gly-Ser))이다. 15개 아미노산 잔기의 링커가 FGF21 융합 단백질에 대해 특히 잘 기능하는 것으로 밝혀졌지만, 본 발명은 임의의 길이 또는 조성의 링커를 고려한다.When forming the fusion protein of the invention, although not necessary, a linker can be used. If present, the linker acts primarily as a spacer, so its chemical structure may not be important. The linker may consist of amino acids linked together by peptide bonds. In some embodiments of the invention, the linker consists of 1 to 20 amino acids linked by peptide bonds, wherein the amino acids are selected from 20 naturally occurring amino acids. In various embodiments, 1-20 amino acids are selected from amino acids glycine, serine, alanine, proline, asparagine, glutamine and lysine. In some embodiments, the linker consists of most amino acids that are stericly undisturbed, such as glycine and alanine. In some embodiments, the linker is polyglycine, polyalanine, a combination of glycine and alanine (such as Gly-Ala), or a combination of glycine and serine (such as Gly-Ser). Although linkers of 15 amino acid residues have been found to function particularly well for FGF21 fusion proteins, the present invention contemplates linkers of any length or composition.

본원에 기재된 링커는 예시적인 것이고, 훨씬 더 길고 다른 잔기를 포함하는 링커가 본 발명에 의해 고려된다. 비-펩티드 링커도 본 발명에 의해 고려된다. 예를 들어, 알킬 링커와 같은 것이 사용될 수 있다. 이들 알킬 링커는 저급 알킬 (예를 들어 C1-C6), 저급 아실, 할로겐 (예를 들어 Cl, Br), CN, NH2 또는 페닐을 포함하나 이에 제한되지는 않는 임의의 비-입체 방해 기에 의해 추가로 치환될 수 있다. 예시적인 비-펩티드 링커는 폴리에틸렌 글리콜 링커이고, 여기서 링커는 100 내지 5000 kD, 예를 들어 100 내지 500 kD의 분자량을 갖는다.Linkers described herein are exemplary and linkers comprising even longer and other residues are contemplated by the present invention. Non-peptide linkers are also contemplated by the present invention. For example, such as an alkyl linker can be used. These alkyl linkers are added by any non-stereoblocking group, including but not limited to lower alkyl (eg C1-C6), lower acyl, halogen (eg Cl, Br), CN, NH 2 or phenyl It may be substituted by. Exemplary non-peptide linkers are polyethylene glycol linkers, wherein the linker has a molecular weight of 100 to 5000 kD, for example 100 to 500 kD.

화학적으로 변형된 융합 단백질Chemically Modified Fusion Proteins

예를 들어 본원에 기재된 FGF21 융합체의 말단절단 및 변이체 형태를 비롯하여 본원에 기재된 융합 단백질의 화학적으로 변형된 형태는 본원에 기재된 개시내용을 고려하여 당업자에 의해 제조될 수 있다. 이러한 화학적으로 변형된 융합 단백질은, 화학적으로 변형된 돌연변이체가 돌연변이체에 자연적으로 부착된 분자의 유형 또는 위치에 있어서 비변형된 돌연변이체와 상이하도록 변경된다. 화학적으로 변형된 돌연변이체는 하나 이상의 자연적으로 부착된 화학적 기의 결실에 의해 형성된 분자를 포함할 수 있다.Chemically modified forms of the fusion proteins described herein, including, for example, truncated and variant forms of the FGF21 fusions described herein, can be prepared by one of ordinary skill in the art in view of the disclosure described herein. Such chemically modified fusion proteins are altered such that chemically modified mutants differ from unmodified mutants in the type or location of the molecule that is naturally attached to the mutant. Chemically modified mutants may include molecules formed by deletion of one or more naturally attached chemical groups.

한 실시양태에서, 본 발명의 단백질은 하나 이상의 중합체의 공유 부착에 의해 변형될 수 있다. 예를 들어, 선택된 중합체는 전형적으로, 그것이 부착되는 단백질이 수용성 환경, 예컨대 생리학적 환경에서 침전되지 않도록 수용성이다. 적합한 중합체의 범위 내에는 중합체의 혼합물이 포함된다. 바람직하게는, 최종 생성물 제제의 치료 용도를 위해, 중합체는 제약상 허용되는 것일 것이다. 본 발명의 단백질에 접합된 비-수용성 중합체 또한 본 발명의 측면을 형성한다.In one embodiment, proteins of the invention can be modified by covalent attachment of one or more polymers. For example, the polymer selected is typically water soluble such that the protein to which it is attached does not precipitate in an aqueous environment, such as a physiological environment. Within the range of suitable polymers are mixtures of polymers. Preferably, for therapeutic use of the final product formulation, the polymer will be pharmaceutically acceptable. Non-water soluble polymers conjugated to the proteins of the invention also form an aspect of the invention.

예시적인 중합체는 각각 임의의 분자량을 가질 수 있고, 분지형 또는 비분지형일 수 있다. 중합체는 각각 전형적으로 약 2 kDa 내지 약 100 kDa의 평균 분자량을 갖는다 (용어 "약"은 수용성 중합체의 제제 내에서, 일부의 분자는 언급된 분자량보다 크고 일부는 작을 것임을 나타냄). 각각의 중합체의 평균 분자량은 바람직하게는 약 5 kDa 내지 약 50 kDa, 보다 바람직하게는 약 12 kDa 내지 약 40 kDa, 가장 바람직하게는 약 20 kDa 내지 약 35 kDa이다.Exemplary polymers can each have any molecular weight and can be branched or unbranched. The polymers each typically have an average molecular weight of about 2 kDa to about 100 kDa (the term "about" indicates that in the formulation of the water soluble polymer, some molecules will be larger than the mentioned molecular weight and some will be small). The average molecular weight of each polymer is preferably about 5 kDa to about 50 kDa, more preferably about 12 kDa to about 40 kDa, most preferably about 20 kDa to about 35 kDa.

적합한 수용성 중합체 또는 그의 혼합물은 N-연결된 또는 O-연결된 탄수화물, 당, 포스페이트, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) (모노-(C1-C10), 알콕시- 또는 아릴옥시-폴리 에틸렌 글리콜을 비롯하여 단백질의 유도체화에 사용된 PEG 형태 포함), 모노메톡시-폴리에틸렌 글리콜, 덱스트란 (예컨대 저분자량, 예를 들어 약 6 kD의 덱스트란), 셀룰로스, 또는 다른 탄수화물 기재 중합체, 폴리-(N-비닐 피롤리돈) 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 단독중합체, 폴리프로필렌 옥시드/에틸렌 옥시드 공중합체, 폴리옥시에틸화 폴리올 (예를 들어 글리세롤), 및 폴리비닐 알콜을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 또한, 공유적으로 부착된 FGF21 단백질 변이체 다량체를 제조하기 위해 사용될 수 있는 이관능성 가교결합 분자가 본 발명에 포함된다. 또한, 폴리시알산에 공유적으로 부착된 FGF21 돌연변이체가 본 발명에 포함된다.Suitable water soluble polymers or mixtures thereof are suitable for derivatization of proteins, including N-linked or O-linked carbohydrates, sugars, phosphates, polyethylene glycols (PEG) (mono- (C1-C10), alkoxy- or aryloxy-polyethylene glycols). PEG form used), monomethoxy-polyethylene glycol, dextran (such as low molecular weight, for example about 6 kD dextran), cellulose, or other carbohydrate based polymers, poly- (N-vinyl pyrrolidone) Polyethylene glycol, propylene glycol homopolymers, polypropylene oxide / ethylene oxide copolymers, polyoxyethylated polyols (eg glycerol), and polyvinyl alcohols. Also included in the present invention are bifunctional crosslinking molecules that can be used to prepare covalently attached FGF21 protein variant multimers. Also included in the present invention are FGF21 mutants covalently attached to polysialic acid.

폴리사카라이드 중합체는 단백질 변형을 위해 사용할 수 있는 또 다른 유형의 수용성 중합체이다. 따라서, 폴리사카라이드 중합체에 융합된 본 발명의 융합 단백질은 본 발명의 실시양태를 형성한다. 덱스트란은 우세하게 알파 1-6 연결에 의해 연결된 글루코스의 개별 서브유닛으로 구성된 폴리사카라이드 중합체이다. 덱스트란 자체는 넓은 분자량 범위에서 이용가능하고, 약 1 kD 내지 약 70 kD의 분자량에서 용이하게 이용가능하다. 덱스트란은 단독으로 또는 또 다른 비히클 (예를 들어 Fc)과 조합하여 비히클로서 사용하기에 적합한 수용성 중합체이다. 예를 들어 국제 공개 번호 WO 96/11953을 참조한다. 치료 또는 진단 이뮤노글로불린에 접합된 덱스트란의 사용이 보고된 바 있다. 예를 들어 본원에 참조로 포함된 유럽 특허 공보 번호 0 315 456을 참조한다. 본 발명은 또한 약 1 kD 내지 약 20 kD의 덱스트란의 사용을 포함한다.Polysaccharide polymers are another type of water soluble polymer that can be used for protein modification. Thus, the fusion proteins of the invention fused to a polysaccharide polymer form an embodiment of the invention. Dextran is a polysaccharide polymer consisting of individual subunits of glucose predominantly linked by alpha 1-6 linkages. Dextran itself is available in a wide molecular weight range and is readily available at molecular weights from about 1 kD to about 70 kD. Dextran is a water soluble polymer suitable for use as a vehicle, alone or in combination with another vehicle (eg Fc). See for example International Publication No. WO 96/11953. The use of dextran conjugated to therapeutic or diagnostic immunoglobulins has been reported. See, eg, European Patent Publication No. 0 315 456, which is incorporated herein by reference. The invention also includes the use of dextran from about 1 kD to about 20 kD.

일반적으로, 화학적 변형은 단백질을 활성화된 중합체 분자와 반응시키기 위해 사용되는 임의의 적합한 조건 하에 수행할 수 있다. 화학적으로 변형된 폴리펩티드를 제조하는 방법은 일반적으로 (a) FGF21 단백질 변이체가 하나 이상의 중합체 분자에 부착되는 조건 하에 폴리펩티드를 활성화된 중합체 분자 (예컨대 중합체 분자의 반응성 에스테르 또는 알데히드 유도체)와 반응시키는 단계, 및 (b) 반응 생성물을 수득하는 단계를 포함할 것이다. 최적의 반응 조건은 공지의 파라미터 및 목적하는 결과를 기준으로 결정될 것이다. 예를 들어 중합체 분자 대 단백질의 비가 클수록, 부착된 중합체 분자의 백분율이 커진다. 본 발명의 한 실시양태에서, 화학적으로 변형된 FGF21 돌연변이체는 아미노-말단에 단일 중합체 분자 모이어티를 가질 수 있다 (예를 들어 미국 특허 번호 5,234,784 참조).In general, chemical modifications can be carried out under any suitable condition used to react the protein with the activated polymer molecule. Methods of preparing chemically modified polypeptides generally include (a) reacting a polypeptide with an activated polymer molecule (such as a reactive ester or aldehyde derivative of the polymer molecule) under conditions that the FGF21 protein variant is attached to one or more polymer molecules, And (b) obtaining the reaction product. Optimum reaction conditions will be determined based on known parameters and the desired result. For example, the greater the ratio of polymer molecules to protein, the greater the percentage of attached polymer molecules. In one embodiment of the invention, chemically modified FGF21 mutants may have a single polymer molecular moiety at the amino-terminus (see, eg, US Pat. No. 5,234,784).

본 발명의 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 단백질을 비오틴에 화학적으로 커플링시킬 수 있다. 이어서, 비오틴/본 발명의 단백질을 아비딘에 결합시켜, 4가의 아비딘/비오틴/본 발명의 단백질을 생성한다. 또한 본 발명의 단백질을 디니트로페놀 (DNP) 또는 트리니트로페놀 (TNP)에 공유적으로 커플링시키고, 생성된 접합체를 항-DNP 또는 항-TNP-IgM으로 침전시켜 10가의 십량체 접합체를 형성할 수 있다.In another embodiment of the invention, proteins of the invention may be chemically coupled to biotin. The biotin / protein of the invention is then bound to avidin to produce the tetravalent avidin / biotin / protein of the invention. In addition, the protein of the present invention is covalently coupled to dinitrophenol (DNP) or trinitrophenol (TNP), and the resulting conjugate is precipitated with anti-DNP or anti-TNP-IgM to form a 10-valent derivatized conjugate. Can be.

일반적으로, 본 발명의 화학적으로 변형된 FGF21 돌연변이체의 투여에 의해 완화되거나 조정될 수 있는 상태는 본 발명의 단백질에 대해 본원에 기재된 것을 포함한다. 그러나, 본원에 개시된 화학적으로 변형된 FGF21 돌연변이체는 비변형된 FGF21 돌연변이체에 비해 추가의 활성, 증진 또는 감소된 생물학적 활성, 또는 다른 특징, 예컨대 증가 또는 감소된 반감기를 가질 수 있다.In general, conditions that can be alleviated or modulated by the administration of a chemically modified FGF21 mutant of the invention include those described herein for the protein of the invention. However, the chemically modified FGF21 mutants disclosed herein may have additional activity, enhanced or reduced biological activity, or other features such as increased or decreased half-life compared to unmodified FGF21 mutants.

융합 단백질의 치료 조성물 및 그의 투여Therapeutic Compositions and Administration of the Fusion Proteins

본 발명은 또한 본원에 기재된 본 발명의 융합 단백질 중 하나 이상을 투여 방식에 적합하도록 선택된 제약상 또는 생리학상 허용되는 제제화 작용제 또는 제약상 허용되는 담체와 혼합하여 포함하는 치료 조성물을 제공한다. 조합물은, 예를 들어 증진된 특성을 나타내는 단백질의 확인의 관점에서 구체적으로 고려된다. The invention also provides a therapeutic composition comprising at least one of the fusion proteins of the invention described herein in admixture with a pharmaceutically or physiologically acceptable formulation agent or pharmaceutically acceptable carrier selected to be suitable for the mode of administration. Combinations are specifically contemplated, for example, in terms of identifying proteins that exhibit enhanced properties.

일부 실시양태에서, 치료 조성물은 액체 용액 또는 현탁액으로서 주사제로 제조되고; 주사 전 액체 비히클 내의 용액 또는 현탁액에 적합한 고체 형태도 제조될 수 있다. 리포솜은 제약상 허용되는 담체의 정의 내에 포함된다. 제약상 허용되는 염, 예를 들어 무기산 염, 예컨대 히드로클로라이드, 히드로브로마이드, 포스페이트, 술페이트 등; 및 유기산의 염, 예컨대 아세테이트, 프로피오네이트, 말로네이트, 벤조에이트 등이 또한 제약 조성물 내에 존재할 수 있다. 제약상 허용되는 부형제에 대한 자세한 논의는 문헌 [Remington: The Science and Practice of Pharmacy (1995) Alfonso Gennaro, Lippincott, Williams, & Wilkins]에서 이용가능하다.In some embodiments, the therapeutic composition is prepared as an injection as a liquid solution or suspension; Solid forms suitable for solution or suspension in a liquid vehicle before injection can also be prepared. Liposomes are included within the definition of pharmaceutically acceptable carriers. Pharmaceutically acceptable salts such as inorganic acid salts such as hydrochloride, hydrobromide, phosphate, sulfate and the like; And salts of organic acids such as acetates, propionates, malonates, benzoates and the like can also be present in the pharmaceutical compositions. A detailed discussion of pharmaceutically acceptable excipients is available in Remington: The Science and Practice of Pharmacy (1995) Alfonso Gennaro, Lippincott, Williams, & Wilkins.

허용되는 제제화 물질은 바람직하게는 사용된 투여량 및 농도에서 수용자에게 비독성이다.Acceptable formulation materials are preferably nontoxic to recipients at the dosages and concentrations employed.

제약 조성물은, 예를 들어 조성물의 pH, 오스몰농도, 점도, 투명도, 색상, 등장성, 냄새, 무균성, 안정성, 용해 또는 방출 속도, 흡착, 또는 투과를 변형하거나, 유지하거나 또는 보존하기 위한 제제화 물질을 함유할 수 있다. 적합한 제제화 물질은 아미노산 (예컨대 글리신, 글루타민, 아스파라긴, 아르기닌 또는 리신), 항미생물제, 항산화제 (예컨대 아스코르브산, 아황산나트륨 또는 아황산수소나트륨), 완충제 (예컨대 보레이트, 비카르보네이트, 트리스-HCl, 시트레이트, 포스페이트 또는 다른 유기산), 벌킹제 (예컨대 만니톨 또는 글리신), 킬레이트화제 (예컨대 에틸렌디아민 테트라아세트산 (EDTA)), 착화제 (예컨대 카페인, 폴리비닐피롤리돈, 베타-시클로덱스트린 또는 히드록시프로필-베타-시클로덱스트린), 충전제, 모노사카라이드, 디사카라이드 및 다른 탄수화물 (예컨대 글루코스, 만노스 또는 덱스트린), 단백질 (예컨대 혈청 알부민, 젤라틴, 또는 이뮤노글로불린), 착색제, 향미제 및 희석제, 유화제, 친수성 중합체 (예컨대 폴리비닐피롤리돈), 저분자량 폴리펩티드, 염-형성 반대이온 (예컨대 나트륨), 보존제 (예컨대 벤즈알코늄 클로라이드, 벤조산, 살리실산, 티메로살, 페네틸 알콜, 메틸파라벤, 프로필파라벤, 클로르헥시딘, 소르브산 또는 과산화수소), 용매 (예컨대 글리세린, 프로필렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜), 당 알콜 (예컨대 만니톨 또는 소르비톨), 현탁화제, 계면활성제 또는 습윤제 (예컨대 플루로닉스; PEG; 소르비탄 에스테르; 폴리소르베이트, 예컨대 폴리소르베이트 20 또는 폴리소르베이트 80; 트리톤; 트로메타민; 레시틴; 콜레스테롤 또는 틸록사팔), 안정성 증진제 (예컨대 수크로스 또는 소르비톨), 장성 증진제 (예컨대 알칼리 금속 할라이드; 바람직하게는 염화나트륨 또는 염화칼륨; 또는 만니톨 소르비톨), 전달 비히클, 희석제, 부형제 및/또는 제약 아주반트를 포함하나 이에 제한되지는 않는다 (예를 들어 임의의 목적을 위해 본원에 참조로 포함된 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences (18th Ed., A. R. Gennaro, ed., Mack Publishing Company 1990)], 및 그의 후속판 참조).Pharmaceutical compositions are for example used to modify, maintain or preserve the pH, osmolality, viscosity, clarity, color, isotonicity, odor, sterility, stability, dissolution or release rate, adsorption, or permeation of the composition. Formulation materials may be contained. Suitable formulation materials include amino acids (such as glycine, glutamine, asparagine, arginine or lysine), antimicrobial agents, antioxidants (such as ascorbic acid, sodium sulfite or sodium bisulfite), buffers (such as borate, bicarbonate, tris-HCl, Citrate, phosphate or other organic acids), bulking agents (such as mannitol or glycine), chelating agents (such as ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA)), complexing agents (such as caffeine, polyvinylpyrrolidone, beta-cyclodextrin or hydroxy) Propyl-beta-cyclodextrin), fillers, monosaccharides, disaccharides and other carbohydrates (such as glucose, mannose, or dextrins), proteins (such as serum albumin, gelatin, or immunoglobulins), colorants, flavors and diluents, Emulsifiers, hydrophilic polymers (such as polyvinylpyrrolidone), low molecular weight polypeptides, Forming counterions (such as sodium), preservatives (such as benzalkonium chloride, benzoic acid, salicylic acid, thimerosal, phenethyl alcohol, methylparaben, propylparaben, chlorhexidine, sorbic acid or hydrogen peroxide), solvents (such as glycerin, propylene glycol Or polyethylene glycol), sugar alcohols (such as mannitol or sorbitol), suspending agents, surfactants or wetting agents (such as pluronics; PEG; sorbitan esters; polysorbates such as polysorbate 20 or polysorbate 80; triton; tro Metamin; lecithin; cholesterol or tyloxapal), stability enhancers (such as sucrose or sorbitol), tonicity enhancers (such as alkali metal halides; preferably sodium chloride or potassium chloride; or mannitol sorbitol), delivery vehicles, diluents, excipients and / or Including but not limited to pharmaceutical adjuvants (For example, for any purpose a document incorporated by reference herein [Remington's Pharmaceutical Sciences (18th Ed., A. R. Gennaro, ed., Mack Publishing Company 1990)], and see his subsequent edition).

최적 제약 조성물은, 예를 들어 의도된 투여 경로, 전달 형식, 및 목적 투여량에 따라 당업자가 결정할 것이다 (예를 들어 상기 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences] 참조). 이러한 조성물은 본 발명의 융합 단백질의 물리적 상태, 안정성, 생체 내 방출 속도, 및 생체 내 클리어런스 속도에 영향을 줄 수 있다.The optimal pharmaceutical composition will be determined by one skilled in the art depending, for example, on the intended route of administration, delivery format, and desired dosage (see, eg, Remington's Pharmaceutical Sciences, supra). Such compositions can affect the physical state, stability, rate of release in vivo, and rate of clearance in vivo of the fusion proteins of the invention.

제약 조성물 내의 1차 비히클 또는 담체는 특성상 수성 또는 비-수성일 수 있다. 예를 들어 주사에 적합한 비히클 또는 담체는 가능하게는 비경구 투여를 위한 조성물에 통상적인 다른 물질로 보충된 물, 생리 식염수 또는 인공 뇌척수액일 수 있다. 중성 완충 염수 또는 혈청 알부민과 혼합된 염수는 추가의 예시적인 비히클이다. 다른 예시적인 제약 조성물은 약 pH 7.0-8.5의 트리스 완충제, 또는 약 pH 4.0-5.5의 아세테이트 완충제를 포함하고, 이는 소르비톨 또는 적합한 대체물을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 이중 기능 제약 조성물은 목적 순도를 갖는 선택된 조성물을 임의의 제제화 작용제 (상기 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences])와 동결건조 케이크 또는 수용액의 형태로 혼합함으로써 저장용으로 제조될 수 있다. 추가로, 이중 기능 단백질 생성물은 적절한 부형제, 예컨대 수크로스를 사용하여 동결건조물로서 제제화될 수 있다.Primary vehicles or carriers in pharmaceutical compositions may be aqueous or non-aqueous in nature. Vehicles or carriers suitable for injection, for example, may be water, physiological saline or artificial cerebrospinal fluid, possibly supplemented with other materials customary in compositions for parenteral administration. Neutral buffered saline or saline mixed with serum albumin is an additional exemplary vehicle. Other exemplary pharmaceutical compositions include Tris buffer of about pH 7.0-8.5, or acetate buffer of about pH 4.0-5.5, which may further comprise sorbitol or a suitable substitute. In one embodiment of the invention, the dual function pharmaceutical composition can be prepared for storage by mixing a selected composition having the desired purity with any formulating agent (Remington's Pharmaceutical Sciences, supra) in the form of a lyophilized cake or aqueous solution. have. In addition, the bifunctional protein product can be formulated as a lyophilisate using suitable excipients such as sucrose.

본 발명의 융합 단백질을 함유하는 제약 조성물은 비경구 전달을 위해 선택될 수 있다. 대안적으로, 조성물은 흡입을 위해 또는 소화관, 예컨대 경구를 통한 전달을 위해 선택될 수 있다. 이러한 제약상 허용되는 조성물의 제조는 당업계의 기술 내에 있다.Pharmaceutical compositions containing the fusion proteins of the invention may be selected for parenteral delivery. Alternatively, the composition may be selected for inhalation or for delivery through the digestive tract, such as oral. The preparation of such pharmaceutically acceptable compositions is within the skill of the art.

제제 성분은 투여 부위에 허용되는 농도로 존재한다. 예를 들어 완충제를 사용하여 조성물을 생리학적 pH로 또는 약간 더 낮은 pH로, 전형적으로 약 5 내지 약 8의 pH 범위 내로 유지한다.The formulation component is present at an acceptable concentration at the site of administration. For example, buffers are used to maintain the composition at physiological pH or at slightly lower pH, typically in the pH range of about 5 to about 8.

비경구 투여가 고려될 때, 본 발명에서 사용하기 위한 치료 조성물은 제약상 허용되는 비히클 내에 목적하는 이중 기능 단백질을 포함하는, 발열원 무함유의 비경구로 허용되는 수용액의 형태로 존재할 수 있다. 비경구 주사에 특히 적합한 비히클은, 그 안에 이중 기능 단백질이 적절하게 보존된 멸균 등장성 용액으로서 제제화된 멸균 증류수이다. 또 다른 제제는 추후 데포 주사를 통해 전달될 수 있는 생성물의 제어 또는 지속 방출을 제공하는 작용제, 예컨대 주사가능한 마이크로구체, 생분해성 입자, 중합체 화합물 (예컨대 폴리락트산 또는 폴리글리콜산), 비드 또는 리포솜에 의한 목적 분자의 제제화를 포함할 수 있다. 히알루론산이 또한 사용될 수 있고, 이는 순환에서 지속 기간을 촉진하는 효과를 가질 수 있다. 목적 분자를 도입하기에 적합한 다른 수단은 이식가능한 약물 전달 장치를 포함한다.When parenteral administration is contemplated, the therapeutic composition for use in the present invention may be in the form of a pyrogen-free, parenterally acceptable aqueous solution comprising the desired dual function protein in a pharmaceutically acceptable vehicle. Particularly suitable vehicles for parenteral injection are sterile distilled water formulated as a sterile isotonic solution in which the dual function protein is suitably preserved therein. Still other formulations may be added to agents that provide controlled or sustained release of the product that can be delivered later via depot injection, such as injectable microspheres, biodegradable particles, polymeric compounds (such as polylactic or polyglycolic acid), beads or liposomes. Formulation of the molecule of interest. Hyaluronic acid may also be used, which may have the effect of promoting duration in circulation. Other means suitable for introducing a molecule of interest include an implantable drug delivery device.

한 실시양태에서, 제약 조성물은 흡입용으로 제제화될 수 있다. 예를 들어 본 발명의 이중 기능 단백질은 흡입을 위한 건조 분말로서 제제화될 수 있다. 이중 기능 단백질 흡입 용액은 또한 에어로졸 전달을 위한 추진제에 의해 제제화될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 용액은 분무될 수 있다. 폐 투여는 화학적으로 변형된 단백질의 폐 전달을 기재하는 국제 공개 번호 WO 94/20069에 추가로 기재되어 있다.In one embodiment, the pharmaceutical composition may be formulated for inhalation. For example, the bifunctional protein of the present invention may be formulated as a dry powder for inhalation. Dual function protein inhalation solutions can also be formulated with propellants for aerosol delivery. In another embodiment, the solution can be sprayed. Pulmonary administration is further described in International Publication No. WO 94/20069, which describes pulmonary delivery of chemically modified proteins.

특정 제제는 경구로 투여될 수 있음이 또한 고려된다. 본 발명의 한 실시양태에서, 이 방식으로 투여되는 본 발명의 융합 단백질은 고체 투여 형태, 예컨대 정제 및 캡슐의 조제에 통상적으로 사용되는 담체를 사용하거나 사용하지 않고 제제화될 수 있다. 예를 들어 캡슐은 생체이용률이 최대이고 사전-전신 분해가 최소일 때 위장관 내의 지점에서 제제의 활성 부분을 방출하도록 설계될 수 있다. 본 발명의 융합 단백질의 흡수를 촉진하기 위한 추가의 작용제가 포함될 수 있다. 희석제, 향미제, 저융점 왁스, 식물성 오일, 윤활제, 현탁화제, 정제 붕해제 및 결합제가 또한 사용될 수 있다.It is also contemplated that certain agents may be administered orally. In one embodiment of the invention, the fusion proteins of the invention administered in this manner may be formulated with or without the carriers conventionally used in the preparation of solid dosage forms such as tablets and capsules. For example, the capsule can be designed to release the active portion of the agent at a point in the gastrointestinal tract when bioavailability is at maximum and pre-systemic degradation is at a minimum. Additional agents may be included to promote uptake of the fusion proteins of the invention. Diluents, flavors, low melting waxes, vegetable oils, lubricants, suspending agents, tablet disintegrating agents and binders may also be used.

또 다른 제약 조성물은 유효량의 본 발명의 융합 단백질을 정제의 제조에 적합한 비-독성 부형제와 혼합하여 포함할 수 있다. 정제를 멸균수 또는 또 다른 적절한 비히클 내에 용해시킴으로써, 용액을 단위-투여 형태로 제조할 수 있다. 적합한 부형제는 불활성 희석제, 예컨대 탄산칼슘, 탄산나트륨 또는 중탄산나트륨, 락토스 또는 인산칼슘; 또는 결합제, 예컨대 전분, 젤라틴 또는 아카시아; 또는 윤활제, 예컨대 스테아르산마그네슘, 스테아르산 또는 활석을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.Another pharmaceutical composition may comprise an effective amount of the fusion protein of the invention in admixture with a non-toxic excipient suitable for the manufacture of tablets. By dissolving the tablets in sterile water or another suitable vehicle, the solutions can be prepared in unit-dosage form. Suitable excipients include inert diluents such as calcium carbonate, sodium carbonate or sodium bicarbonate, lactose or calcium phosphate; Or binders such as starch, gelatin or acacia; Or lubricants such as magnesium stearate, stearic acid or talc.

본 발명의 융합 단백질을 포함하는 추가의 제약 조성물, 예컨대 지속- 또는 제어-전달 제제 내에 본 발명의 융합 단백질을 포함하는 제제는 당업자에게 자명할 것이다. 다양한 다른 지속- 또는 제어-전달 수단, 예컨대 리포솜 담체, 생분해성 마이크로입자 또는 다공성 비드 및 데포 주사제를 제제화하기 위한 기술은 당업자에게 공지되어 있다 (예를 들어 제약 조성물의 전달을 위한 다공성 중합체 마이크로입자의 제어 방출을 기재하는 국제 공개 번호 WO 93/15722, 및 마이크로구체/마이크로입자 제조 및 용도를 논의하고 있는 문헌 [Wischke & Schwendeman, 2008, Int. J. Pharm. 364: 298-327 및 Freiberg & Zhu, 2004, Int. J. Pharm. 282: 1-18] 참조).Additional pharmaceutical compositions comprising the fusion protein of the invention, such as formulations comprising the fusion protein of the invention in sustained- or controlled-delivery formulations, will be apparent to those skilled in the art. Techniques for formulating a variety of other sustained- or controlled-delivery means such as liposome carriers, biodegradable microparticles or porous beads and depot injections are known to those skilled in the art (e.g., of porous polymeric microparticles for delivery of pharmaceutical compositions). International Publication No. WO 93/15722 describing Controlled Release, and Wischke & Schwendeman, 2008, Int. J. Pharm. 364: 298-327 and Freiberg & Zhu, who discuss microsphere / microparticle preparation and use. 2004, Int. J. Pharm. 282: 1-18).

지속-방출 제제의 추가의 예는 성형품 형태의 반투과성 중합체 매트릭스, 예를 들어 필름 또는 마이크로캡슐을 포함한다. 지속 방출 매트릭스는 폴리에스테르, 히드로겔, 폴리락티드 (미국 특허 번호 3,773,919 및 유럽 특허 번호 0 058 481), L-글루탐산 및 감마 에틸-L-글루타메이트의 공중합체 (문헌 [Sidman et al., 1983, Biopolymers 22: 547-56]), 폴리(2-히드록시에틸-메타크릴레이트) (문헌 [Langer et al., 1981, J. Biomed. Mater. Res. 15: 167-277 및 Langer, 1982, Chem. Tech. 12: 98-105]), 에틸렌 비닐 아세테이트 (상기 문헌 [Langer et al.]) 또는 폴리-D-3-히드록시부티르산 (유럽 특허 번호 0 133 988)을 포함할 수 있다. 지속-방출 조성물은 또한 당업계에 공지된 임의의 몇몇 방법에 의해 제조할 수 있는 리포솜을 포함할 수 있다. 예를 들어 문헌 [Epstein et al., 1985, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82: 3688-92]; 및 유럽 특허 번호 0 036 676, 0 088 046 및 0 143 949를 참조한다.Further examples of sustained-release preparations include semipermeable polymer matrices in the form of shaped articles, such as films or microcapsules. Sustained release matrices include polyesters, hydrogels, polylactides (US Pat. No. 3,773,919 and European Patent No. 0 058 481), copolymers of L-glutamic acid and gamma ethyl-L-glutamate (Sidman et al., 1983, Biopolymers 22: 547-56]), poly (2-hydroxyethyl-methacrylate) (Langer et al., 1981, J. Biomed. Mater. Res. 15: 167-277 and Langer, 1982, Chem Tech. 12: 98-105), ethylene vinyl acetate (Langer et al., Supra) or poly-D-3-hydroxybutyric acid (European Patent No. 0 133 988). Sustained-release compositions may also include liposomes, which may be prepared by any of several methods known in the art. See, eg, Epstein et al., 1985, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 82: 3688-92; And European Patent Nos. 0 036 676, 0 088 046 and 0 143 949.

생체내 투여를 위해 사용될 수 있는 본 발명의 제약 조성물은 전형적으로 멸균상태여야 한다. 이는 멸균 여과 막을 통한 여과에 의해 달성할 수 있다. 조성물이 동결건조될 경우, 이 방법을 이용한 멸균은 동결건조 및 재구성 전 또는 후에 수행될 수 있다. 비경구 투여를 위한 조성물은 동결건조된 형태로 또는 용액으로 저장할 수 있다. 또한, 비경구 조성물은 일반적으로 멸균 접근 포트가 구비된 용기, 예를 들어 피하 주사 바늘에 의해 관통될 수 있는 마개가 있는 정맥내 용액 백 또는 바이알 내에 넣는다.Pharmaceutical compositions of the invention that can be used for in vivo administration typically must be sterile. This can be accomplished by filtration through sterile filtration membranes. If the composition is lyophilized, sterilization using this method may be performed before or after lyophilization and reconstitution. Compositions for parenteral administration can be stored in lyophilized form or in solution. Parenteral compositions also generally are placed in a container equipped with a sterile access port, such as an intravenous solution bag or vial with a stopper that can be penetrated by a hypodermic needle.

일단 제약 조성물을 제제화하였으면, 이를 멸균 바이알 내에 용액, 현탁액, 겔, 에멀젼, 고체로서, 또는 탈수 또는 동결건조된 분말로서 저장할 수 있다. 이러한 제제는 즉시 사용 가능 형태 또는 투여 전에 재구성을 필요로 하는 형태 (예를 들어 동결건조된 형태)로 저장할 수 있다.Once the pharmaceutical composition has been formulated, it can be stored in a sterile vial as a solution, suspension, gel, emulsion, solid, or as a dehydrated or lyophilized powder. Such formulations may be stored in ready-to-use form or in forms that require reconstitution prior to administration (eg, lyophilized form).

구체적 실시양태에서, 본 발명은 단일-용량 투여 단위를 생성하기 위한 키트에 관한 것이다. 키트는 건조된 단백질이 담긴 제1 용기 및 수성 제제가 담긴 제2 용기 둘 다를 각각 포함할 수 있다. 단일 및 다중-챔버의 사전-충전된 시린지 (예컨대 액체 시린지 및 리오시린지)를 포함하는 키트도 본 발명의 범위 내에 포함된다.In a specific embodiment, the present invention relates to a kit for producing a single-dose dosage unit. The kit may each include both a first container with dried protein and a second container with aqueous formulation. Kits comprising single and multi-chamber pre-filled syringes (such as liquid syringes and lyo syringes) are also included within the scope of the present invention.

융합 단백질의 투여량 및 그의 투여Dosage of fusion proteins and their administration

치료적으로 사용되는 본 발명의 제약 조성물의 유효량은, 예를 들어 치료 상황 및 목표에 따라 달라질 것이다. 따라서, 당업자라면 치료에 적절한 투여량 수준이 전달되는 분자, 융합 단백질 변이체가 사용되는 적응증, 투여 경로, 및 환자의 체구 (체중, 체표면 또는 기관 크기) 및 상태 (연령 및 전반적 건강)에 따라 부분적으로 달라질 것임을 인식할 것이다. 따라서, 임상의는 최적의 치료 효과를 얻기 위해 투여량을 적정하고 투여 경로를 변경할 수 있다. 전형적인 투여량은 상기 언급된 인자에 따라 약 0.1 μg/kg 내지 약 100 mg/kg 또는 그 초과의 범위일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 투여량은 0.1 μg/kg 내지 약 100 mg/kg; 또는 1 μg/kg 내지 약 100 mg/kg의 범위일 수 있다.An effective amount of a pharmaceutical composition of the invention to be used therapeutically will vary depending on, for example, the therapeutic situation and the goal. Thus, those skilled in the art will understand in part depending on the molecule to which the appropriate dosage level is delivered for treatment, the indication using the fusion protein variant, the route of administration, and the body size (weight, body surface or organ size) and condition (age and overall health) of the patient. Will be recognized. Thus, the clinician can titrate the dosage and change the route of administration to obtain the optimal therapeutic effect. Typical dosages may range from about 0.1 μg / kg to about 100 mg / kg or more, depending on the factors mentioned above. In another embodiment, the dosage is 0.1 μg / kg to about 100 mg / kg; Or 1 μg / kg to about 100 mg / kg.

투여 빈도는 사용되는 제제 내의 이중 기능 단백질의 약동학적 파라미터에 따라 달라질 것이다. 전형적으로, 임상의는 목적 효과를 달성하는 투여량에 도달할 때까지 조성물을 투여할 것이다. 따라서, 조성물은 단일 용량으로서, 시간 간격을 둔 2회 이상의 용량 (동일한 양의 목적 분자를 함유하거나 함유하지 않을 수 있음)으로서, 또는 이식 장치 또는 카테터를 통한 연속 주입으로서 투여될 수 있다. 적절한 투여량의 추가의 정밀화는 당업자에 의해 일상적으로 이루어지고, 그들에 의해 일상적으로 수행되는 업무 영역 내에 해당한다. 적절한 투여량은 적절한 용량-반응 데이터의 사용을 통해 확인할 수 있다.The frequency of administration will depend on the pharmacokinetic parameters of the dual function protein in the formulation used. Typically, the clinician will administer the composition until a dosage is reached that achieves the desired effect. Thus, the compositions can be administered as a single dose, as two or more dosed doses (with or without the same amount of the target molecule), or as a continuous infusion via an implantation device or catheter. Further refinement of the appropriate dosages is routinely made by those skilled in the art and falls within the area of work routinely performed by them. Appropriate dosages can be ascertained through the use of appropriate dose-response data.

제약 조성물의 투여 경로는 공지된 방법에 따른, 예를 들어 경구; 정맥내, 복강내, 뇌내 (실질내), 뇌실내, 근육내, 동맥내, 문맥내 또는 병변내 경로에 의한 주사를 통한; 지속 방출 시스템 (이는 또한 주사될 수 있음)에 의한; 또는 이식 장치에 의한 투여이다. 원하는 경우, 조성물은 볼루스 주사, 또는 주입에 의해 연속적으로, 또는 이식 장치에 의해 투여될 수 있다.The route of administration of the pharmaceutical composition may be in accordance with known methods, for example oral; Via injection by intravenous, intraperitoneal, intracranial (intraparenchymal), intraventricular, intramuscular, intraarterial, intraportal or intralesional routes; By sustained release systems, which can also be injected; Or by implantation device. If desired, the composition may be administered continuously by bolus injection, or infusion, or by an implantation device.

대안적으로 또는 추가로, 조성물은 목적 분자가 그 위에 흡수되거나 캡슐화된 막, 스폰지, 또는 다른 적절한 물질의 이식을 통해 국소 투여될 수 있다. 이식 장치가 사용되는 경우, 장치는 임의의 적합한 조직 또는 기관 내로 이식될 수 있고, 목적 분자의 전달은 확산, 지연-방출형 볼루스, 또는 연속 투여를 통해 이루어질 수 있다.Alternatively or in addition, the composition may be administered topically via implantation of a membrane, sponge, or other suitable material on which the target molecule is absorbed or encapsulated thereon. If an implantation device is used, the device may be implanted into any suitable tissue or organ, and delivery of the desired molecule may be via diffusion, delayed-release bolus, or continuous administration.

융합 단백질의 치료 용도Therapeutic Uses of Fusion Proteins

본 발명의 단백질은 대사 장애를 포함하나 이에 제한되지는 않는 많은 질환, 장애 또는 상태의 치료, 진단, 개선 또는 예방을 위해 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 치료되는 대사 장애는 당뇨병, 예를 들어 제2형 당뇨병이다. 또 다른 실시양태에서, 대사 장애는 비만이다. 다른 실시양태는 제1형 당뇨병, 췌장염, 이상지혈증, 비알콜성 지방간 질환 (NAFLD), 비알콜성 지방간염 (NASH), 인슐린 저항성, 고인슐린혈증, 글루코스 불내성, 고혈당증, 대사 증후군, 고혈압, 심혈관 질환, 급성 심근경색, 아테롬성동맥경화증, 말초 동맥 질환, 졸중, 심부전, 관상동맥 심장 질환, 신장 질환, 당뇨병성 합병증, 신경병증, 인슐린 수용체에서의 중증 불활성화 돌연변이와 연관된 장애, 위마비 및 다른 대사 장애와 같은 대사 상태 또는 장애를 포함한다.Proteins of the invention can be used for the treatment, diagnosis, amelioration or prevention of many diseases, disorders or conditions, including but not limited to metabolic disorders. In one embodiment, the metabolic disorder treated is diabetes, eg type 2 diabetes. In another embodiment, the metabolic disorder is obesity. Other embodiments include type 1 diabetes, pancreatitis, dyslipidemia, nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), nonalcoholic steatohepatitis (NASH), insulin resistance, hyperinsulinemia, glucose intolerance, hyperglycemia, metabolic syndrome, hypertension, cardiovascular Diseases, acute myocardial infarction, atherosclerosis, peripheral arterial disease, stroke, heart failure, coronary heart disease, kidney disease, diabetic complications, neuropathy, disorders associated with severe inactivation mutations in the insulin receptor, gastric palsy and other metabolism Metabolic conditions such as disorders or disorders.

적용 시, 제1형 또는 제2형 당뇨병 또는 비만과 같은 장애 또는 상태는 본원에 기재된 바와 같은 FGF21 단백질 변이체를 그를 필요로 하는 환자에게 치료 유효 용량의 양으로 투여함으로써 치료될 수 있다. 투여는 본원에 기재된 바와 같이, 예컨대 IV 주사, 복강내 주사, 근육내 주사, 또는 정제 또는 액체 형성 형태로 경구로 수행할 수 있다. 대부분의 상황에서, 목적 투여량은 본원에 기재된 바와 같이 임상의가 결정할 수 있고, FGF21 돌연변이체 폴리펩티드의 치료 유효 용량을 나타낼 수 있다. FGF21 돌연변이체 폴리펩티드의 치료 유효 용량이 특히 투여 계획, 투여되는 항원의 단위 용량, 핵산 분자 또는 폴리펩티드가 다른 치료제와 조합되어 투여되는지의 여부, 수용자의 면역 상태 및 건강에 따라 달라질 것임은 당업자에게 명백할 것이다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "치료 유효 용량"은 연구원, 의사, 또는 다른 임상의가 조사하는 조직계, 동물 또는 인간에서 치료되는 질환 또는 장애의 증상의 완화를 포함하는 생물학적 또는 의약 반응을 유도하는 FGF21 돌연변이체 폴리펩티드의 양을 의미한다.When applied, a disorder or condition, such as type 1 or type 2 diabetes or obesity, can be treated by administering to a patient in need thereof a FGF21 protein variant as described herein in a therapeutically effective amount. Administration can be performed orally as described herein, such as, for example, IV injection, intraperitoneal injection, intramuscular injection, or in tablet or liquid form. In most situations, the desired dosage may be determined by the clinician as described herein and may represent a therapeutically effective dose of the FGF21 mutant polypeptide. It will be apparent to those skilled in the art that the therapeutically effective dose of the FGF21 mutant polypeptide will depend in particular on the dosing regimen, unit dose of antigen administered, whether the nucleic acid molecule or polypeptide is administered in combination with other therapeutic agents, the immune status and health of the recipient. will be. The term “therapeutically effective dose” as used herein refers to a FGF21 that induces a biological or medicinal response including alleviation of symptoms of a disease or disorder being treated in a tissue system, animal or human being investigated by a researcher, physician, or other clinician. The amount of mutant polypeptide.

지금까지 본 발명을 상세하게 기재하였고, 이는 설명의 목적으로만 본원에 포함되고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는 하기 실시예를 참조로 더욱 명확하게 이해될 것이다.The present invention has been described in detail above, which will be more clearly understood by reference to the following examples which are included herein for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention.

본 발명의 실시는 달리 나타내지 않는 한, 당업계의 기술 내의 화학, 생화학, 분자 생물학, 면역학 및 약리학의 통상의 방법을 이용할 것이다. 이러한 기술은 문헌에 상세하게 설명되어 있다. 예를 들어 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Edition (Easton, Pennsylvania: Mack Publishing Company, 1990); Methods In Enzymology (S. Colowick and N. Kaplan, eds., Academic Press, Inc.); 및 Handbook of Experimental Immunology, Vols. I-IV (D.M. Weir and C.C. Blackwell, eds., 1986, Blackwell Scientific Publications); 및 Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Edition, 1989)]을 참조한다.The practice of the present invention will employ, unless otherwise indicated, conventional methods of chemistry, biochemistry, molecular biology, immunology and pharmacology within the skill of the art. Such techniques are explained in detail in the literature. See, eg, Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th Edition (Easton, Pennsylvania: Mack Publishing Company, 1990); Methods In Enzymology (S. Colowick and N. Kaplan, eds., Academic Press, Inc.); And Handbook of Experimental Immunology, Vols. I-IV (D.M. Weir and C.C. Blackwell, eds., 1986, Blackwell Scientific Publications); And Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (2nd Edition, 1989).

실시예Example

실시예 1: FGF21 변이체 단백질의 제조Example 1: Preparation of FGF21 Variant Protein

FGF21 V76에 대한 발현 구축물: FGF21 변이체를 문헌 [Achmuller et al. (2007) (Nature Methods 4:1037-1043)]에 기재된 바와 같은 변형된 이. 콜라이 발현 벡터 pET30a 내로 클로닝하여, FGF21의 N-말단 (aa 33-209)에서 헥사-히스티딘 태그에 이어 Npro-EDDIE 태그에 대한 인-프레임 융합체를 생성하였다.Expression constructs for FGF21 V76: FGF21 variants are described by Achmuller et al. (2007) (Nature Methods 4: 1037-1043). Cloning into E. coli expression vector pET30a generated an in-frame fusion for the hexa-histidine tag followed by the N pro -EDDIE tag at the N-terminus (aa 33-209) of FGF21.

FGF21 V76의 발현 및 정제: pET30a-His-Npro-EDDIE-FGF21 발현 플라스미드를 이. 콜라이 BL21 Star (DE3) 적격 세포 (인비트로젠(Invitrogen)) 내로 형질전환시켰다. 37℃의 50 μg/mL의 카나마이신을 함유하는 50 mL의 테리픽 브로쓰(Terrific Broth) (TB) 내에서 새로이 형질전환된 세포의 단일 콜로니로부터 밤새 성장을 수행하였다. 예비-배양물을 카나마이신을 함유하는 1 L의 TB 배지 내로 옮기고, 250 rpm에서 진탕하면서 37℃의 배플 플라스크 내에서 배양하였다. 6시간의 배양 후에, 최종 농도 1 mM의 IPTG의 첨가에 의해 FGF21의 발현을 유도하고, 배양물을 37℃에서 밤새 성장시켰다. 이어서 세포를 수확하고, 50 mL의 빙냉 용해 완충제; 50 mM 트리스-HCl, pH 8, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA 내에 재현탁시킨 후, 마이크로플루이다이저(microfluidizer)™를 사용하여 용해시켰다.Expression and Purification of FGF21 V76: pET30a-His-N pro- EDDIE-FGF21 expression plasmid. The E. coli BL21 Star (DE3) competent cells (Invitrogen) were transformed. Growth was carried out overnight from a single colony of freshly transformed cells in 50 mL of Terrific Broth (TB) containing 50 μg / mL of kanamycin at 37 ° C. The pre-culture was transferred into 1 L TB medium containing kanamycin and incubated in a 37 ° C. baffle flask with shaking at 250 rpm. After 6 hours of incubation, the expression of FGF21 was induced by the addition of IPTG at a final concentration of 1 mM and the culture was grown overnight at 37 ° C. Cells are then harvested and 50 mL of ice cold lysis buffer; After resuspension in 50 mM Tris-HCl, pH 8, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, it was dissolved using a microfluidizer ™.

봉입체 (IB)를 4℃에서 1시간 동안 30,000 x g에서 원심분리에 의해 침전시켰다. IB를 50 mM 트리스-HCl, pH 8, 150 mM NaCl로 세척한 다음, 30mL의 용해 완충제; 10 mM 트리스-HCl, pH 8, 100 mM NaH2PO4, 6M GnHCl 내에 용해시켰다. 용해된 IB를 25℃에서 1시간 동안 30,000 x g에서 원심분리에 의해 정화하였다. IB 용액을 용해 완충제로 평형화시킨 Ni-NTA 고성능 수지 (지이 헬스케어(GE Healthcare))의 5 mL 칼럼 상에 로딩하였다. pH를 4.5로 감소시킴으로써 수지에 결합된 단백질을 용리시켰다. 용출액을 pH를 조정하고 20 mM의 농도의 디티오트레이톨 (DTT)을 첨가함으로써 조건화시켰다. 조건화된 용출액을 1L의 재폴딩 완충제; 50 mM 트리스-HCl, pH 8, 0.5 M 아르기닌, 20 mM DTT 내로 서서히 희석한 후, 4℃에서 2일 동안 인큐베이션하였다. 희석한 샘플을 농축하고, 한외여과 방법을 이용하여 20 mM 트리스-HCl, pH 9 내로 완충제-교환하였다. 농축된 샘플을 20 mM 트리-HCl (pH 9)로 평형화시킨 Q 세파로스 패스트 플로우(Q sepharose fast flow) 수지 (지이 헬쓰케어)의 10 mL 칼럼 상에 로딩하였다.Inclusion bodies (IB) were precipitated by centrifugation at 30,000 × g at 4 ° C. for 1 hour. IB was washed with 50 mM Tris-HCl, pH 8, 150 mM NaCl, then 30 mL of lysis buffer; Dissolved in 10 mM Tris-HCl, pH 8, 100 mM NaH 2 PO 4 , 6M GnHCl. The dissolved IB was clarified by centrifugation at 30,000 × g at 25 ° C. for 1 hour. IB solution was loaded onto a 5 mL column of Ni-NTA high performance resin (GE Healthcare) equilibrated with lysis buffer. The protein bound to the resin was eluted by reducing the pH to 4.5. The eluate was conditioned by adjusting the pH and adding dithiothritol (DTT) at a concentration of 20 mM. The conditioned eluate was diluted with 1 L of refold buffer; Diluted slowly into 50 mM Tris-HCl, pH 8, 0.5 M arginine, 20 mM DTT, followed by incubation at 4 ° C. for 2 days. The diluted sample was concentrated and buffer-exchanged into 20 mM Tris-HCl, pH 9 using the ultrafiltration method. The concentrated sample was loaded onto a 10 mL column of Q sepharose fast flow resin (GE Healthcare) equilibrated with 20 mM tri-HCl, pH 9.

수지를 평형 완충제로 세척한 후에, 수지에 결합된 단백질을 20 mM 트리스-HCl, pH 9, 500 mM NaCl로 용리시켰다. 용출액을 20 mM 트리스, pH 8.0, 50 mM 이미다졸로 평형화시킨 Ni-NTA 고성능 수지의 5 mL 칼럼 상에 로딩하고, FGF21을 함유하는 관통액 분획을 수집하여, 재폴딩된 FGF21 단백질로부터 절단된 His-Npro 융합 단편 및 임의의 비절단된 융합 단백질을 제거하였다. FGF21 분획을 10 mM 트리스, pH 8, 50 mM 이미다졸, 500 mM NaCl, 1 mM CaCl2로 평형화시킨 엔도트랩(EndoTrap) HD 수지 (하이글로스(Hyglos))로 처리하여 내독소 수준을 감소시켰다. 저-내독소 샘플을 PBS에 대해 투석한 후, 0.22 μm 필터로 멸균하였다. 정제된 FGF21 단백질을 액체 질소 내에서 급속-동결시키고, -80℃에서 저장하였다. 단백질 농도를 FGF21에 대한 몰 흡광 계수로서 9362 M-1 cm-1을 이용한 280nm에서의 흡광도에 의해 결정하였다. 단백질 순도 및 통합성을 HPLC, SDS-PAGE 및 액체 크로마토그래피-질량 분광측정법에 의해 결정하였다.After washing the resin with equilibration buffer, the protein bound to the resin was eluted with 20 mM Tris-HCl, pH 9, 500 mM NaCl. The eluate was loaded on a 5 mL column of Ni-NTA high performance resin equilibrated with 20 mM Tris, pH 8.0, 50 mM imidazole, and the penetrant fraction containing FGF21 was collected and His cut off from the refolded FGF21 protein. -N pro fusion fragments and any uncut fusion proteins were removed. FGF21 fractions were treated with EndoTrap HD resin (Hyglos) equilibrated with 10 mM Tris, pH 8, 50 mM imidazole, 500 mM NaCl, 1 mM CaCl 2 to reduce endotoxin levels. Low-endotoxin samples were dialyzed against PBS and then sterilized with a 0.22 μm filter. Purified FGF21 protein was rapidly-frozen in liquid nitrogen and stored at -80 ° C. Protein concentration was determined by absorbance at 280 nm using 9362 M-1 cm-1 as the molar extinction coefficient for FGF21. Protein purity and integrity were determined by HPLC, SDS-PAGE and liquid chromatography-mass spectrometry.

FGF21 변이체의 시스테인 PEG화: FGF21 변이체 V76 (R154C)은 조작된 시스테인을 통해 이량체화하는 경향을 갖기 때문에; 이에 따라, PEG화 전에 단백질 용액 (전형적으로 트리스 완충제 내 5 mg/ml)을 얼음 상에서 30분 동안 5 mM 메르캅토에틸아민으로 온화하게 환원시키고, 20 mM 트리스, pH 7 내에서 즉시 탈염시켰다. 이어서 새로이 환원시킨 단백질 (전형적으로 3 mg/ml)을 얼음 상에서 3시간 동안 1.5 당량의 40 kDa 분지형 말레이미도-PEG 시약 (NOF, 선브라이트(Sunbright) 시리즈로부터 카탈로그 # GL2-400MA)을 사용하여 즉시 PEG화하였다. PEG화된 단백질을 약 25%의 총 수율로 음이온 교환 크로마토그래피 (모노큐(MonoQ))에 의해 최종적으로 정제하였다.Cysteine PEGylation of FGF21 Variants: FGF21 variant V76 (R154C) has a tendency to dimerize through engineered cysteine; Accordingly, protein solution (typically 5 mg / ml in Tris buffer) was gently reduced to 5 mM mercaptoethylamine for 30 minutes on ice and immediately desalted in 20 mM Tris, pH 7 before PEGylation. The newly reduced protein (typically 3 mg / ml) was then subjected to 1.5 equivalents of 40 kDa branched maleimido-PEG reagent (NOF, catalog # GL2-400MA from Sunbright series) for 3 hours on ice. PEGylation immediately. PEGylated proteins were finally purified by anion exchange chromatography (MonoQ) in a total yield of about 25%.

Fc-FGF21 융합 변이체에 대한 발현 구축물: 인간 FGF21 변이체 코딩 아미노산 33-209에 대한 cDNA를, 단백질의 분비를 지시하는 리더 펩티드 (이뮤노글로불린 카파-쇄)에 이어서 Fc 도메인 및 더 짧은 링커를 포함하는 N-말단 서열과 함께 인-프레임으로 시토메갈로바이러스 (CMV) 프로모터의 포유동물 발현 벡터 하류에 클로닝하였다.Expression constructs for Fc-FGF21 fusion variants: cDNA for human FGF21 variant coding amino acids 33-209, followed by a leader peptide (immunoglobulin kappa-chain) directing the secretion of the protein followed by an Fc domain and a shorter linker Cloned in-frame with the N-terminal sequence downstream of the mammalian expression vector of the cytomegalovirus (CMV) promoter.

Fc-FGF21 변이체의 발현 및 정제: Fc-FGF21 변이체 단백질을 HEK293T 세포 (아메리칸 타입 컬쳐 콜렉션(American Type Culture Collection)) 내에 발현시켰다. 세포를 형질감염시키는 날까지 프리스타일(Freestyle) 293 발현 배지 (인비트로젠, 카탈로그 #12338-018) 내 37℃, 8% CO2에서 현탁 배양으로 성장시켰다. 세포를 요동치는 버킷 로터 내에서 7분 동안 1000xg에서 원심분리하고, 자동 세포 계수기를 사용하여 계수하였다. 세포를 900 mL의 프리스타일 293 배지 내에서 최종 농도 1.4x106개 세포/mL의 농도로 희석하고, 3 L 비-배플 플라스크 (코닝(Corning), 카탈로그 #431252) 내에 넣었다. 세포를 하기와 같은 폴리에틸렌이민 (PEI) 및 플라스미드의 혼합물을 사용하여 형질감염시켰다. 멸균 1 mg/ml 스톡의 선형, M.W.25,000, PEI (알파 에이사(Alfa Aesar), 카탈로그 #43896) 3 mL를 50 mL의 프리스타일 293 배지에 첨가하고, 부드럽게 혼합하고, 5분 동안 25℃에서 인큐베이션하였다. 이와 동시에, 1 mg의 내독소-무함유 플라스미드를 50 mL 프리스타일 293 배지에 첨가하고, 0.22 uM 필터를 사용하여 멸균 여과하였다. 이어서 PEI 혼합물을 멸균 여과된 DNA에 첨가하고, 부드럽게 혼합하고, 10분 동안 25℃에서 인큐베이션되도록 하였다. 이어서 PEI-플라스미드 혼합물을 희석된 HEK 293T 세포를 함유하는 3 L 플라스크에 첨가하고, 125 RPM, 37℃, 8% CO2의 진탕 인큐베이터에 넣었다. Expression and Purification of Fc-FGF21 Variants: Fc-FGF21 variant proteins were expressed in HEK293T cells (American Type Culture Collection). Cells were grown in suspension culture at 37 ° C., 8% CO 2 in Freestyle 293 expression medium (Invitrogen, Catalog # 12338-018) until the day of transfection. Cells were centrifuged at 1000 × g for 7 minutes in a shaking bucket rotor and counted using an automatic cell counter. The cells were diluted to a final concentration of 1.4 × 10 6 cells / mL in 900 mL of Freestyle 293 medium and placed in a 3 L non-baffle flask (Corning, catalog # 431252). Cells were transfected using a mixture of polyethyleneimine (PEI) and plasmids as follows. Add 3 mL of sterile 1 mg / ml stock, 3 mL of MW25,000, PEI (Alfa Aesar, Catalog # 43896) to 50 mL of Freestyle 293 medium, mix gently and 25 ° C. for 5 minutes. Incubated at. At the same time, 1 mg of endotoxin-free plasmid was added to 50 mL Freestyle 293 medium and sterile filtered using a 0.22 uM filter. The PEI mixture was then added to sterile filtered DNA, mixed gently and allowed to incubate at 25 ° C. for 10 minutes. The PEI-plasmid mixture was then added to a 3 L flask containing diluted HEK 293T cells and placed in a 125 RPM, 37 ° C., 8% CO 2 shake incubator.

형질감염 후 제6일에, 세포를 10분 동안 2000xg에서 원심분리하여 상청액을 수확하였다. 상청액을 0.8/0.2 uM 필터 (팰 코포레이션(Pall Corporation), 카탈로그 #4628)을 통한 여과에 의해 추가로 정제하였다. On day 6 after transfection, supernatants were harvested by centrifuging the cells at 2000 × g for 10 minutes. The supernatant was further purified by filtration through a 0.8 / 0.2 uM filter (Pall Corporation, Catalog # 4628).

FGF21 단백질의 배치 정제를, 정제될 것으로 예상되는 단백질 20 mg당 1mL의 재조합 단백질 A 세파로스 패스트 플로우 (GE, 카탈로그 #17-5138-03)를 정화된 상청액에 직접 첨가하고, 부드럽게 회전시키면서 4℃에서 1시간 동안 인큐베이션함으로써 행하였다. 이어서 상청액 혼합물을 일회용 폴리-정제용 크로마토그래피 칼럼 (바이오-래드(Bio-Rad), 카탈로그 #731-1550) 상에 붓고, 관통액을 폐기하였다. 잔류 비드를 5 칼럼 부피의 DPBS, pH 7.4 (인비트로젠, 카탈로그 #14190-144)로 세척하였다. 단백질 A 비드로부터의 단백질의 용리를 20 칼럼 부피의 50 mM 시트르산나트륨 완충제, pH 3.0을 첨가함으로써 행하였다. 용리 완충제를 20% 트리스-HCL 완충제, pH 9.0의 첨가에 의해 중화하였다. 하이 로드 26/600 슈퍼덱스(High Load 26/600 Superdex) 200pg 칼럼 (GE, 카탈로그 #28-9893-36) 상에 단백질 A 배치 정제 물질을 유동시킴으로써 크기 배제 크로마토그래피를 2차 폴리싱 단계로서 수행하였다. 정제된 단백질 수율을 A280에 의해 정량화하였다. SDS-Page를 실행하여 순도 및 분자량을 검증하였다. 내독소 수준을 엔도세이프 PTS 시스템 (찰스 리버 랩스)(Endosafe PTS system (Charles River Labs))을 사용하여 정량화하였다.Batch purification of FGF21 protein was added directly to the clarified supernatant with 1 mL of recombinant Protein A Sepharose Fast Flow (GE, Catalog # 17-5138-03) per 20 mg of the protein expected to be purified and rotated gently at 4 ° C. Incubation for 1 h at. The supernatant mixture was then poured onto a disposable poly-preparative chromatography column (Bio-Rad, catalog # 731-1550) and the penetrant was discarded. Residual beads were washed with 5 column volumes of DPBS, pH 7.4 (Invitrogen, Catalog # 14190-144). Elution of the protein from the Protein A beads was done by adding 20 column volumes of 50 mM sodium citrate buffer, pH 3.0. Elution buffer was neutralized by the addition of 20% Tris-HCL buffer, pH 9.0. Size exclusion chromatography was performed as a second polishing step by flowing Protein A batch purified material onto a High Load 26/600 Superdex 200 pg column (GE, Catalog # 28-9893-36). . Purified protein yield was quantified by A280. SDS-Page was run to verify purity and molecular weight. Endotoxin levels were quantified using the Endosafe PTS system (Charles River Labs).

실시예 2: FGF21 의존성 2-데옥시글루코스 (2-DOG) 흡수의 측정Example 2: Determination of FGF21 dependent 2-deoxyglucose (2-DOG) uptake

FGF21은 인슐린의 존재 및 부재 하에 마우스 3T3-L1 지방세포에서 글루코스-흡수를 자극하고, 용량-의존성 방식으로 ob/ob 및 db/db 마우스 및 8주령 ZDF 래트에서 식후 및 공복 혈액 글루코스, 트리글리세리드, 및 글루카곤 수준을 감소시키는 것으로 나타나 있고, 따라서, 당뇨 및 비만을 치료하기 위한 요법으로서의 FGF21의 용도에 대한 기초를 제공한다 (예를 들어 특허 공개공보 WO03/011213 및 문헌 [Kharitonenkov et al., (2005) Jour. of Clinical Invest. 115:1627-1635] 참조). 또한, FGF21은 3T3-L1 지방세포에서 FGFR-1 및 FGFR-2의 티로신 인산화를 자극하는 것으로 관찰되었다.FGF21 stimulates glucose-absorption in mouse 3T3-L1 adipocytes in the presence and absence of insulin and postprandial and fasting blood glucose, triglycerides, in ob / ob and db / db mice and 8-week-old ZDF rats in a dose-dependent manner, and It has been shown to reduce glucagon levels and thus provides a basis for the use of FGF21 as a therapy for treating diabetes and obesity (see, eg, Patent Publication WO03 / 011213 and Kharitonenkov et al., (2005) Jour. Of Clinical Invest. 115: 1627-1635). FGF21 was also observed to stimulate tyrosine phosphorylation of FGFR-1 and FGFR-2 in 3T3-L1 adipocytes.

3T3-L1 섬유모세포를 ATCC (카탈로그 # CL173)로부터 구입하였다. 세포를 150 cm 페트리-디쉬에서 전면생장률까지 성장시켰고, 추가의 4일 동안 10% 태아 소 혈청 및 1% 페니실린-스트렙토마이신으로 보충된 고 글루코스를 갖는 DMEM (인비트로젠, 카탈로그 # 11995065) 내에서 유지하였다. 이어서 세포를 3일 동안 4 μg/mL 인슐린 (시그마(Sigma), 카탈로그 # I-5500), 115 μg/mL IBMX (시그마, 카탈로그 # I5879) 및 0.0975 μg/mL 덱사메타손 (시그마, 카탈로그 #D1756)으로 보충된 상기 배지 내에서 분화시킨 후에, 분화 배지를 완전 DMEM으로 교체하였다. 분화된 3T3-L1 지방세포의 플레이트 하나를 배지 교체 다음날 4개의 96-웰 플레이트 내에 시딩하였다. 3T3-L1 fibroblasts were purchased from ATCC (Catalog # CL173). Cells were grown to 150 cm Petri-Dish to confluent growth and in DMEM (Invitrogen, Catalog # 11995065) with high glucose supplemented with 10% fetal bovine serum and 1% penicillin-streptomycin for an additional 4 days. Maintained. Cells were then incubated with 4 μg / mL insulin (Sigma, Catalog # I-5500), 115 μg / mL IBMX (Sigma, Catalog # I5879) and 0.0975 μg / mL dexamethasone (Sigma, Catalog # D1756) for 3 days. After differentiation in the supplemented medium, the differentiation medium was replaced with complete DMEM. One plate of differentiated 3T3-L1 adipocytes was seeded in four 96-well plates the day after medium change.

이어서 지방세포를 완전 배지 내에서 FGF21-WT 및 FGF21 변이체 단백질 (변이체 목록은 표 2를 참조하고; 30 pM 내지 100 nM의 전형적 농도 범위를 사용함)로 밤새 처리하였다. FGF21 샘플로 처리한 지방세포를 2시간 동안 50 μL/웰의 KRH 완충제 (0.75% NaCl; 0.038% KCl; 0.0196% CaCl2; 0.032% MgSO4; 0.025M HEPES, pH 7.5; 0.5% BSA; 2 mM 피루브산나트륨) 내에서 혈청을 고갈시켰다. 블랭크를 위한 웰에 15분 동안 1 μL (최종 농도 5 μg/ml) 시토칼라신 B를 첨가하였다. [3H]-2-DOG (20.6 mCi/mmol, 1 mCi/ml)를 5.1 mM의 차가운 2-DOG 내에 1:20 희석하고, 1 μL의 희석된 2-DOG를 웰마다 첨가하고, 세포를 5분 동안 인큐베이션하였다. 세포를 100 μL/웰의 KRH 완충제로 3회 세척하였다. 40 μL/웰의 1% SDS를 세포에 첨가하고, 세포를 10분 이상 동안 진탕하였다. 200 μL/웰 섬광 유체를 첨가하고, 플레이트를 밤새 진탕하고, 베타-마이크로플레이트 판독기에서 판독하였다. 시토칼라신 B로 처리한 전체 행/열로부터 얻은 값을 평균을 내고, 다른 모든 값으로부터 뺐다. 데이터를 그래프패드 프리즘(GraphPad Prism) 소프트웨어에 의해 분석하였고, 그 결과는 표 2에 요약하였다. Fc-FGF21 융합 변이체 V101, V103 및 V188은 마우스 3T3L1 지방세포에 의한 2-데옥시글루코스 흡수의 유도에 대해 PEG화 FGF21 변이체 V76보다 우수하였다.Adipocytes were then treated overnight with FGF21-WT and FGF21 variant proteins (see Table 2 for variant listing; using typical concentration ranges from 30 pM to 100 nM) in complete medium. Adipocytes treated with FGF21 samples were treated with 50 μL / well of KRH buffer (0.75% NaCl; 0.038% KCl; 0.0196% CaCl 2 ; 0.032% MgSO 4 ; 0.025M HEPES, pH 7.5; 0.5% BSA; 2 mM for 2 hours. Serum depleted) in sodium pyruvate). 1 μL (final concentration 5 μg / ml) cytokalcin B was added to the wells for the blanks for 15 minutes. [3H] -2-DOG (20.6 mCi / mmol, 1 mCi / ml) is diluted 1:20 in 5.1 mM cold 2-DOG, 1 μL of diluted 2-DOG is added per well and cells are 5 Incubate for minutes. Cells were washed three times with 100 μL / well of KRH buffer. 40 μL / well of 1% SDS was added to the cells and the cells shaken for at least 10 minutes. 200 μL / well scintillation fluid was added and the plate shaken overnight and read in a beta-microplate reader. Values obtained from all rows / columns treated with cytocalin B were averaged and subtracted from all other values. Data was analyzed by GraphPad Prism software and the results are summarized in Table 2. Fc-FGF21 fusion variants V101, V103 and V188 were superior to PEGylated FGF21 variant V76 for induction of 2-deoxyglucose uptake by mouse 3T3L1 adipocytes.

실시예 3: pERK 인 셀 웨스턴(In Cell Western) (ICW) 검정.Example 3: pERK In Cell Western (ICW) Assay.

인간 β-클로토로 안정하게 형질감염된 HEK293 세포를 DMEM 고 글루코스, 10% FBS, 1% PS 및 600 ng/ml G418 내에서 배양하고, 폴리-D-리신 코팅된 96-웰 플레이트 (비디 바이오사이언스(BD bioscience), 카탈로그 #356640) 내에 30,000개 세포/웰로 밤새 시딩하였다. 세포를 4시간 동안 DMEM 고 글루코스, 0.5% BSA 및 10 mM HEPES 내에서 혈청을 고갈시켰다. WT FGF21 및 FGF21 변이체 (변이체 목록은 표 3을 참조)를 고갈 배지 내에서 다양한 농도 (100 pM 내지 300 nM의 전형적 농도 범위를 사용함)로 희석하였다. 세포를 FGF21로 10분 동안 자극하였다. FGF21 또는 FGF21 변이체 단백질 자극 후에, 배지를 웰로부터 흡인시키고, 세포를 100 μL의 차가운 PBS로 1회 세척한 다음, 100 μl의 4% 포름알데히드로 15분 동안 실온에서 고정시킨 후, 100 μL 빙냉 메탄올과 함께 추가로 10분 인큐베이션하였다.HEK293 cells stably transfected with human β-cloto were incubated in DMEM high glucose, 10% FBS, 1% PS and 600 ng / ml G418, and poly-D-lysine coated 96-well plates (BD Biosciences BD bioscience), catalog # 356640), seeded overnight at 30,000 cells / well. Cells were depleted of serum in DMEM high glucose, 0.5% BSA and 10 mM HEPES for 4 hours. WT FGF21 and FGF21 variants (see Table 3 for a list of variants) were diluted in various concentrations (using typical concentration ranges from 100 pM to 300 nM) in depleting medium. Cells were stimulated with FGF21 for 10 minutes. After stimulation of FGF21 or FGF21 variant protein, the medium is aspirated from the wells, the cells are washed once with 100 μL of cold PBS and then fixed at 100 μl of 4% formaldehyde for 15 minutes at room temperature followed by 100 μL ice cold methanol Incubated for an additional 10 minutes.

고정 후에, 세포를 각각 5 분씩 PBS 내의 0.3% 트리톤 X-100으로 4회 세척하였다. 150 μL 오디세이(Odyssey) 차단 완충제를 1.5시간 동안 실온에서 투과된 세포에 첨가하였다. 포스포-ERK (pERK) 항체를 0.17 μg/ml의 농도 (1:200 희석 또는 제시된 희석)로 희석하고, 총-ERK (tERK) 항체를 오디세이 차단 완충제 내에서 2.2 μg/ml의 농도 (1:200 희석 또는 제시된 희석)로 희석하였다. 50 μL를 배경에 대해 표준화하기 위해 2차 항체로만 처리한 하나의 칼럼을 제외한 모든 웰에 첨가하였다. 플레이트를 젖은 종이 타월 및 뚜껑으로 덮고, 증발을 막은 다음, 4℃에서 밤새 인큐베이션하였다.After fixation, cells were washed four times with 0.3% Triton X-100 in PBS for 5 minutes each. 150 μL Odyssey blocking buffer was added to the permeated cells at room temperature for 1.5 hours. Dilute phospho-ERK (pERK) antibodies to a concentration of 0.17 μg / ml (1: 200 dilution or suggested dilution), and total-ERK (tERK) antibodies to a concentration of 2.2 μg / ml in odyssey blocking buffer (1: 200 dilution or indicated dilution). 50 μL was added to all wells except one column treated only with secondary antibody to normalize against background. The plate was covered with a wet paper towel and lid, prevented evaporation and incubated overnight at 4 ° C.

이후에, 1차 항체를 흡인시키고, 세포를 각각 5분 동안 PBS 내의 0.3% 트윈(Tween) 20으로 4회 세척하였다. 세척하는 동안, 2차 항체 반응 혼합물을 1:1000-희석 (또는 제시된 희석) 염소 항-마우스 알렉사(Alexa) 680 및 1:1000-희석 (또는 제시된 희석) 아이알다이(IRDye)800 염소 항-토끼 항체를 함유하는 오디세이 차단 완충제 내에서 제조하였다. 세척이 완료되면, 40 μL의 반응 혼합물을 각각의 웰에 첨가하였다. 2차 항체를 차광하기 위해 플레이트를 흑색 뚜껑으로 덮고, 플레이트를 진탕기 상에서 1시간 동안 실온에서 인큐베이션하였다. 최종적으로, 세포를 다시 각각 5분 동안 PBS 내의 0.3% 트윈 20으로 4회 세척한 후, 리-코르 바이오사이언스(LI-COR Bioscience) 오디세이 적외선 영상화 시스템 (미국 네브라스카주 링컨 소재의 리-코르 바이오사이언시스) 상에서 700 nm (적색) 및 800 nm (녹색) 채널로 스캐닝하였다. 알렉사 680은 tERK를 근적외선 형광 (방출 파장 668nm)으로 염색시키는 반면, 아이알다이800은 pERK를 녹색 형광 (방출 파장 800nm)으로 염색시켰다. 형광 배경을 제거하기 위해 2차 항체로만 처리한 전체 행/열로부터 얻어진 값을 평균을 내고, 플레이트로부터 얻어진 다른 모든 값으로부터 뺐다. 각각의 웰 내의 pERK에 대한 값을 tERK의 값으로 나누어 각각의 샘플 내에 존재하는 pERK의 양을 표준화하였다. 데이터를 그래프패드 프리즘 소프트웨어에 의해 분석하였고, 그 결과는 표 2에 요약하였다. 이 ERK 인산화 검정에서 Fc-FGF21 융합 변이체 V101, V103 및 V188은 PEG화 FGF21 변이체 V76보다 우수하였다.The primary antibody was then aspirated and cells were washed four times with 0.3% Tween 20 in PBS for 5 minutes each. During washing, the secondary antibody reaction mixture was subjected to 1: 1000-dilution (or suggested dilution) goat anti-mouse Alexa 680 and 1: 1000-dilution (or indicated dilution) IRDye800 goat anti-rabbit. Prepared in odyssey blocking buffer containing the antibody. When the wash is complete, 40 μL of the reaction mixture is added to each well. The plate was covered with a black lid to shade secondary antibody and the plate was incubated for 1 hour at room temperature on a shaker. Finally, the cells were washed again four times with 0.3% Tween 20 in PBS for 5 minutes each, followed by the LI-COR Bioscience Odyssey Infrared Imaging System (Li-Cor Bioscience, Lincoln, Nebraska, USA). Sheath) was scanned into 700 nm (red) and 800 nm (green) channels. Alexa 680 stained tERK with near infrared fluorescence (emission wavelength 668 nm), while AIDI800 stained pERK with green fluorescence (emission wavelength 800 nm). Values obtained from all rows / columns treated with secondary antibodies only to remove fluorescent backgrounds were averaged and subtracted from all other values obtained from plates. The value for pERK in each well was divided by the value of tERK to normalize the amount of pERK present in each sample. The data was analyzed by GraphPad Prism software and the results are summarized in Table 2. Fc-FGF21 fusion variants V101, V103 and V188 were superior to PEGylated FGF21 variants V76 in this ERK phosphorylation assay.

표 2: ERK 인 셀 웨스턴 및 마우스 3T3L1 지방세포 글루코스 흡수 검정 결과의 개요Table 2: Overview of ERK Phosphorus Cell Western and Mouse 3T3L1 Adipocyte Glucose Uptake Assay Results

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실시예 4: FGF21 변이체의 생체내 시험Example 4: In Vivo Testing of FGF21 Variants

ob/ob 마우스는 제2형 당뇨병에 대한 마우스 모델이다. 마우스는 기능성 렙틴이 결핍되고, 고혈당증, 인슐린 저항성, 과식증, 간 지방증 및 비만을 특징으로 한다. 수컷 ob/ob 마우스 (10-13주령)를 하기 PEG화 FGF21 변이체 V76 및 Fc-FGF21 융합 변이체 V101, V103 및 V188의 혈액 글루코스에 대한 효과를 측정하는데 사용하였다.ob / ob mice are a mouse model for type 2 diabetes. Mice lack functional leptin and are characterized by hyperglycemia, insulin resistance, bulimia, hepatic steatosis and obesity. Male ob / ob mice (10-13 weeks old) were used to determine the effect of the following PEGylated FGF21 variant V76 and Fc-FGF21 fusion variants V101, V103 and V188 on blood glucose.

FGF21 변이체 또는 PBS 비히클을 주당 2회 12일 (총 4회 용량) 1 mg/kg (V101, V103 및 V188)으로 피하 또는 5 mg/kg V76으로 피하 투여하였다. 연구의 제1일에, 꼬리 혈액 글루코스 및 체중을 측정하고, 마우스를 군 사이에 평균 글루코스 및 체중이 일치하는 상이한 군 (군당 n=8)으로 배분하였다. 혈액 글루코스는 혈당측정기 (원터치(OneTouch))를 사용하여 측정하였다. 혈장 인슐린은 투여 전 제1일, 및 제12일, 마지막 투여 24시간 후에 측정하였다. 이들 연구의 결과는 표 5에 요약하였다.FGF21 variant or PBS vehicle was administered subcutaneously at 1 mg / kg (V101, V103 and V188) twice daily or 12 days twice weekly (4 total doses) or 5 mg / kg V76. On day 1 of the study, tail blood glucose and body weight were measured and mice were distributed among groups with different groups (n = 8 per group) in which mean glucose and body weight matched. Blood glucose was measured using a blood glucose meter (OneTouch). Plasma insulin was measured on day 1, before day 12, and 24 hours after the last dose. The results of these studies are summarized in Table 5.

이들 연구의 결과는 표 3 및 도 1-3에 요약하였다. Fc-FGF21 융합 변이체 V101, V103 및 V188은 이들 연구에서 측정한 모든 종점 및 5배 더 낮은 용량에서 PEG화 FGF21 변이체 V76보다 우수하였다.The results of these studies are summarized in Table 3 and FIGS. 1-3. Fc-FGF21 fusion variants V101, V103 and V188 were superior to PEGylated FGF21 variant V76 at all endpoints and 5 times lower doses measured in these studies.

표 3. ob/ob 마우스에서의 12일 연구 동안의 FGF21 변이체에 의한 혈장 글루코스, 인슐린, 체중 (BW) 증가, 간 TG/지질에서의 비히클에 대한 변화%.Table 3. Changes in plasma glucose, insulin, weight gain (BW), vehicle in liver TG / lipids by FGF21 variant during 12-day study in ob / ob mice.

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실시예 5: 마우스에서의 FGF21 융합 변이체의 약동학Example 5: Pharmacokinetics of FGF21 Fusion Variants in Mice

C57BL/6J 마우스에 1 mg/kg 시험 물질을 IV 주사하고, 16일 (384시간)에 걸친 다양한 시점에 채혈하여 Fc-FGF21 융합 변이체 V101, V103 및 V188의 약동학적 프로파일을 결정하였다. 혈액 샘플은 악하 및 안와정맥총으로부터 EDTA-코팅 마이크로테이너 튜브 내에 수집하였다. 각 시점에 대략 50 μL의 혈액을 수집하여 ~25 μL의 혈장을 얻었다. C57BL / 6J mice were IV injected with 1 mg / kg test material and blood collected at various time points over 16 days (384 hours) to determine the pharmacokinetic profiles of Fc-FGF21 fusion variants V101, V103 and V188. Blood samples were collected from the submandibular and orbital veins in EDTA-coated microtainer tubes. Approximately 50 μL of blood was collected at each time point to obtain ˜25 μL of plasma.

384-웰 플레이트를 2 μg/mL의 항-인간 Fc-감마 염소 폴리클로날 항체 (30 μL/웰)로 실온에서 밤새 코팅하고, 이어서 2시간 동안 실온에서 카세인-기재 희석제 (100 μL/웰)에 의해 차단하여, ELISA에 의해 시험 물질의 혈장 농도를 측정하였다. 희석된 샘플, 표준물 및 대조군을 플레이트에 첨가하고 (30 μL/웰), 실온에서 2시간 동안 인큐베이션하였다. 샘플을 제거한 후, 웰을 포스페이트-기재 세척액 (100 μL/웰)으로 3회 세척하였다. 포획 항체의 HRP-표지 버전인 검출 항체를 플레이트에 첨가하고 (30 μL/웰), 실온에서 1시간 동안 인큐베이션하였다. 플레이트를 포스페이트-기재 세척 용액 (100 μL/웰)으로 다시 3회 세척한 후, 화학발광 기질을 첨가하고 (30 μL/웰), 플레이트 발광을 적절한 플레이트 판독기를 사용하여 5분 내에 판독하였다. 도 4a 및 4b에 나타낸 바와 같이, Fc-FGF21 융합 변이체는 당업계에 공지된 Fc-FGF21 융합체 (도 4a) 및 PEG화 FGF21 변이체 V76 (도 4b)에 비해 훨씬 연장된 혈장 반감기를 가졌다. 384-well plates were coated overnight at room temperature with 2 μg / mL of anti-human Fc-gamma goat polyclonal antibody (30 μL / well), followed by casein-based diluent (100 μL / well) at room temperature for 2 hours. Blocking by, the plasma concentration of the test substance was measured by ELISA. Diluted samples, standards and controls were added to the plate (30 μL / well) and incubated for 2 hours at room temperature. After removing the sample, the wells were washed three times with phosphate-based washes (100 μL / well). The detection antibody, the HRP-labeled version of the capture antibody, was added to the plate (30 μL / well) and incubated for 1 hour at room temperature. The plates were washed three more times with phosphate-based wash solution (100 μL / well), then the chemiluminescent substrate was added (30 μL / well) and plate luminescence was read within 5 minutes using an appropriate plate reader. As shown in FIGS. 4A and 4B, the Fc-FGF21 fusion variant had a much longer plasma half-life compared to the Fc-FGF21 fusion (FIG. 4A) and PEGylated FGF21 variant V76 (FIG. 4B) known in the art.

Fc-FGF21 시험 물질의 혈청 수준을 ELISA에 의해 측정한 수준과 비교를 위해 웨스턴 블롯에 의해 입증하여 Fc 단독이 아닌 전장 Fc-FGF21 변이체가 ELISA에서 검출되었음을 확실히 하였다. 2 uL의 마우스 혈청을 2.5 uL의 4X 로딩 완충제, 1 uL의 10X 변성제 및 4 uL의 dH2O와 배합하고, 5분 동안 95℃로 가열하고, 4-12% 구배 폴리아크릴아미드 겔 상에 로딩하고, 100 볼트 (일정한 전압)에서 1시간 동안 전기영동하였다. 샘플을 아이블롯 시스템 (인비트로젠 카탈로그 # IB1001, 7분의 실행 시간)을 사용한 웨스턴 블롯에 의해 니트로셀룰로스 여과지로 옮겼다. 니트로셀룰로스 필터를 30 mL의 록크랜드(Rockland) 차단 용액 (카탈로그 #MB-070)으로 차단하고, 1:2000 희석한 염소 항-FGF21 1차 항체 (알앤디 시스템즈(R&D systems), 카탈로그 # BAF2539) 및 1:10000 희석한 2차로서의 형광 표지 스트렙타비딘 (리코르(Licor), 카탈로그 # 926-68031)으로 스냅 아이블롯 시스템 프로토콜에 따라 프로브 조사하였다. 단백질 수준을 리코르 오디세이 시스템 상 700 nm에서 영상화하고, 동일한 겔 상에서 실행된 2 nM 대조군 V101과 비교하였다. 도 4c에 나타낸 바와 같이, 전장 Fc-FGF21 변이체 V101, V103 및 V188은 약동학 연구에서 마우스 혈청으로부터의 15일에 걸친 항-FGF21 항체를 사용한 웨스턴 블롯을 이용하여 검출가능하였다. Serum levels of the Fc-FGF21 test substance were verified by Western blot for comparison with the levels measured by ELISA to ensure that full-length Fc-FGF21 variants but not Fc alone were detected in ELISA. 2 uL of mouse serum is combined with 2.5 uL of 4 × loading buffer, 1 uL of 10 × denaturant and 4 uL of dH 2 O, heated to 95 ° C. for 5 minutes, and loaded onto a 4-12% gradient polyacrylamide gel. And electrophoresis for 1 hour at 100 volts (constant voltage). Samples were transferred to nitrocellulose filter paper by Western blot using iBlot system (Invitrogen Catalog # IB1001, run time of 7 minutes). The nitrocellulose filter was blocked with 30 mL Rockland blocking solution (catalog # MB-070) and diluted 1: 2000 goat anti-FGF21 primary antibody (R & D systems, catalog # BAF2539) and The probes were probed according to the Snap Iblot System Protocol with fluorescently labeled streptavidin (Licor, catalog # 926-68031) as a secondary diluted 1: 10000. Protein levels were imaged at 700 nm on the Licor Odyssey system and compared to 2 nM control V101 run on the same gel. As shown in FIG. 4C, full length Fc-FGF21 variants V101, V103 and V188 were detectable using Western blot using anti-FGF21 antibody over 15 days from mouse serum in pharmacokinetic studies.

실시예 6: Fc-FGF21 융합 변이체 V101, V103 및 V188은 열역학적으로 매우 안정하다Example 6: Fc-FGF21 Fusion Variants V101, V103 and V188 are Thermodynamically Very Stable

단백질은 특정 온도 범위에서 언폴딩될 수 있다. 단백질 언폴딩의 온도는 단백질의 열 안정성을 설명하기 위한 고유 파라미터이다. 시차 주사 열량측정법 (DSC)이 단백질의 비폴딩 온도를 검출하는데 사용된다. 이 특징적 온도는 용융 온도 (Tm)로 기재되며, 이는 단백질 언폴딩 동안의 피크 온도이다.Proteins can be unfolded at specific temperature ranges. The temperature of protein unfolding is an inherent parameter for explaining the thermal stability of proteins. Differential scanning calorimetry (DSC) is used to detect the non-folding temperature of the protein. This characteristic temperature is described as the melting temperature (Tm), which is the peak temperature during protein unfolding.

원래의 단백질 샘플을 0.5 ml의 전체 부피를 위해 ~1 mg/ml (0.5 mg/ml 내지 1.2 mg/ml)의 농도로 PBS 내에서 희석하였다. 희석된 단백질 샘플의 0.4 ml/웰 분취액, 표준물, PBS 및 탈이온수를 DSC 96-웰 플레이트에 첨가하였다. 이어서 플레이트를 밀봉에 의해 덮었다. 샘플을 마이크로칼.(MicroCal.)로부터의 96 웰 시차 주사 열량계 내에서 분석하였다. 온도를 1도/분의 속도로 10 내지 110℃에서 스캔하였다. The original protein sample was diluted in PBS to a concentration of ˜1 mg / ml (0.5 mg / ml to 1.2 mg / ml) for a total volume of 0.5 ml. 0.4 ml / well aliquots of diluted protein samples, standards, PBS and deionized water were added to the DSC 96-well plates. The plate was then covered by sealing. Samples were analyzed in a 96 well differential scanning calorimeter from MicroCal. The temperature was scanned at 10-110 ° C. at a rate of 1 degree / minute.

도 4d에 나타낸 바와 같이 FGF21 변이체 V101, V103 및 V188의 용융 온도는 매우 높았다. 이는 FGF21 변이체 V76 및 야생형 FGF21의 더 낮은 용융 온도 (나타내지 않음)와 대조적이다. 본 발명자들은 V101, V103 및 V188의 개선된 안정성을 신규한 Q55C 및 G148C 돌연변이로부터의 제2 디술피드 결합의 특이적 부가의 결과로 보았다. 이 유형의 열역학적 안정성은 단백질분해로부터 단백질을 보호하는 것으로 공지되어 있고, 또한 도 4b 및 4c의 데이터에 의해 예시된 유의하게 연장된 생체내 안정성 및 개선된 약동학적 프로파일로 해석될 수 있다. As shown in FIG. 4D, the melting temperatures of the FGF21 variants V101, V103 and V188 were very high. This is in contrast to the lower melting temperatures (not shown) of FGF21 variant V76 and wild type FGF21. We saw improved stability of V101, V103 and V188 as a result of the specific addition of the second disulfide bonds from the novel Q55C and G148C mutations. This type of thermodynamic stability is known to protect proteins from proteolysis and can also be interpreted as a significantly extended in vivo stability and improved pharmacokinetic profile illustrated by the data of FIGS. 4B and 4C.

SEQUENCE LISTING <110> Boettcher, Brian Daniels, Doug Caplan, Shari Hamamatsu, Norio Weldon, Stephen Licht, Stuart <120> FUSION PROTEINS FOR TREATING METABOLIC DISORDERS <130> PAT054783 <150> 61/539280 <151> 2011-09-26 <160> 13 <170> FastSEQ for Windows Version 4.0 <210> 1 <211> 209 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Asp Ser Asp Glu Thr Gly Phe Glu His Ser Gly Leu Trp Val Ser 1 5 10 15 Val Leu Ala Gly Leu Leu Leu Gly Ala Cys Gln Ala His Pro Ile Pro 20 25 30 Asp Ser Ser Pro Leu Leu Gln Phe Gly Gly Gln Val Arg Gln Arg Tyr 35 40 45 Leu Tyr Thr Asp Asp Ala Gln Gln Thr Glu Ala His Leu Glu Ile Arg 50 55 60 Glu Asp Gly Thr Val Gly Gly Ala Ala Asp Gln Ser Pro Glu Ser Leu 65 70 75 80 Leu Gln Leu Lys Ala Leu Lys Pro Gly Val Ile Gln Ile Leu Gly Val 85 90 95 Lys Thr Ser Arg Phe Leu Cys Gln Arg Pro Asp Gly Ala Leu Tyr Gly 100 105 110 Ser Leu His Phe Asp Pro Glu Ala Cys Ser Phe Arg Glu Leu Leu Leu 115 120 125 Glu Asp Gly Tyr Asn Val Tyr Gln Ser Glu Ala His Gly Leu Pro Leu 130 135 140 His Leu Pro Gly Asn Lys Ser Pro His Arg Asp Pro Ala Pro Arg Gly 145 150 155 160 Pro Ala Arg Phe Leu Pro Leu Pro Gly Leu Pro Pro Ala Leu Pro Glu 165 170 175 Pro Pro Gly Ile Leu Ala Pro Gln Pro Pro Asp Val Gly Ser Ser Asp 180 185 190 Pro Leu Ser Met Val Gly Pro Ser Gln Gly Arg Ser Pro Ser Tyr Ala 195 200 205 Ser <210> 2 <211> 940 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 2 ctgtcagctg aggatccagc cgaaagagga gccaggcact caggccacct gagtctactc 60 acctggacaa ctggaatctg gcaccaattc taaaccactc agcttctccg agctcacacc 120 ccggagatca cctgaggacc cgagccattg atggactcgg acgagaccgg gttcgagcac 180 tcaggactgt gggtttctgt gctggctggt cttctgctgg gagcctgcca ggcacacccc 240 atccctgact ccagtcctct cctgcaattc gggggccaag tccggcagcg gtacctctac 300 acagatgatg cccagcagac agaagcccac ctggagatca gggaggatgg gacggtgggg 360 ggcgctgctg accagagccc cgaaagtctc ctgcagctga aagccttgaa gccgggagtt 420 attcaaatct tgggagtcaa gacatccagg ttcctgtgcc agcggccaga tggggccctg 480 tatggatcgc tccactttga ccctgaggcc tgcagcttcc gggagctgct tcttgaggac 540 ggatacaatg tttaccagtc cgaagcccac ggcctcccgc tgcacctgcc agggaacaag 600 tccccacacc gggaccctgc accccgagga ccagctcgct tcctgccact accaggcctg 660 ccccccgcac tcccggagcc acccggaatc ctggcccccc agccccccga tgtgggctcc 720 tcggaccctc tgagcatggt gggaccttcc cagggccgaa gccccagcta cgcttcctga 780 agccagaggc tgtttactat gacatctcct ctttatttat taggttattt atcttattta 840 tttttttatt tttcttactt gagataataa agagttccag aggagaaaaa aaaaaaaaaa 900 aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa aaaaaaaaaa 940 <210> 3 <211> 181 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 3 His Pro Ile Pro Asp Ser Ser Pro Leu Leu Gln Phe Gly Gly Gln Val 1 5 10 15 Arg Gln Arg Tyr Leu Tyr Thr Asp Asp Ala Gln Gln Thr Glu Ala His 20 25 30 Leu Glu Ile Arg Glu Asp Gly Thr Val Gly Gly Ala Ala Asp Gln Ser 35 40 45 Pro Glu Ser Leu Leu Gln Leu Lys Ala Leu Lys Pro Gly Val Ile Gln 50 55 60 Ile Leu Gly Val Lys Thr Ser Arg Phe Leu Cys Gln Arg Pro Asp Gly 65 70 75 80 Ala Leu Tyr Gly Ser Leu His Phe Asp Pro Glu Ala Cys Ser Phe Arg 85 90 95 Glu Leu Leu Leu Glu Asp Gly Tyr Asn Val Tyr Gln Ser Glu Ala His 100 105 110 Gly Leu Pro Leu His Leu Pro Gly Asn Lys Ser Pro His Arg Asp Pro 115 120 125 Ala Pro Arg Gly Pro Ala Arg Phe Leu Pro Leu Pro Gly Leu Pro Pro 130 135 140 Ala Leu Pro Glu Pro Pro Gly Ile Leu Ala Pro Gln Pro Pro Asp Val 145 150 155 160 Gly Ser Ser Asp Pro Leu Ser Met Val Gly Pro Ser Gln Gly Arg Ser 165 170 175 Pro Ser Tyr Ala Ser 180 <210> 4 <211> 546 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 4 caccccatcc ctgactccag tcctctcctg caattcgggg gccaagtccg gcagcggtac 60 ctctacacag atgatgccca gcagacagaa gcccacctgg agatcaggga ggatgggacg 120 gtggggggcg ctgctgacca gagccccgaa agtctcctgc agctgaaagc cttgaagccg 180 ggagttattc aaatcttggg agtcaagaca tccaggttcc tgtgccagcg gccagatggg 240 gccctgtatg gatcgctcca ctttgaccct gaggcctgca gcttccggga gctgcttctt 300 gaggacggat acaatgttta ccagtccgaa gcccacggcc tcccgctgca cctgccaggg 360 aacaagtccc cacaccggga ccctgcaccc cgaggaccag ctcgcttcct gccactacca 420 ggcctgcccc ccgcactccc ggagccaccc ggaatcctgg ccccccagcc ccccgatgtg 480 ggctcctcgg accctctgag catggtggga ccttcccagg gccgaagccc cagctacgct 540 tcctga 546 <210> 5 <211> 28 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 5 Met Asp Ser Asp Glu Thr Gly Phe Glu His Ser Gly Leu Trp Val Ser 1 5 10 15 Val Leu Ala Gly Leu Leu Leu Gly Ala Cys Gln Ala 20 25 <210> 6 <211> 15 <212> DNA <213> Homo sapiens <400> 6 ggggsggggs ggggs 15 <210> 7 <211> 406 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 7 Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Ala Ala Gly 1 5 10 15 Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met 20 25 30 Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His 35 40 45 Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val 50 55 60 His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr 65 70 75 80 Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly 85 90 95 Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile 100 105 110 Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val 115 120 125 Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Glu Glu 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Ser Gln Gly Arg 385 390 395 400 Ser Pro Ser Tyr Ala Ser                 405 <210> 8 <211> 419 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 8 Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Ala Ala Gly  1 5 10 15 Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met             20 25 30 Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His         35 40 45 Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val     50 55 60 His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr 65 70 75 80 Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly                 85 90 95 Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile             100 105 110 Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val         115 120 125 Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Glu Glu Met Thr Lys Asn Gln Val Ser     130 135 140 Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu 145 150 155 160 Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro                 165 170 175 Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val             180 185 190 Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met         195 200 205 His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser     210 215 220 Pro Gly Lys Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly 225 230 235 240 Gly Ser Asp Ser Ser Pro Leu Leu Gln Phe Gly Gly Gln Val Arg Gln                 245 250 255 Arg Tyr Leu Tyr Thr Asp Asp Ala Gln Gln Thr Glu Ala His Leu Glu             260 265 270 Ile Arg Glu Asp Gly Thr Val Gly Gly Ala Ala Asp Gln Ser Pro Glu         275 280 285 Ser Leu Leu Gln Leu Lys Ala Leu Lys Pro Gly Val Ile Gln Ile Leu     290 295 300 Gly Val Lys Thr Ser Arg Phe Leu Cys Gln Arg Pro Asp Gly Ala Leu 305 310 315 320 Tyr Gly Ser Leu His Phe Asp Pro Glu Ala Cys Ser Phe Arg Glu Leu                 325 330 335 Leu Leu Glu Asp Gly Tyr Asn Val Tyr Gln Ser Glu Ala His Gly Leu             340 345 350 Pro Leu His Leu Pro Gly Asn Lys Ser Pro His Arg Asp Pro Ala Pro         355 360 365 Arg Gly Pro Ala Arg Phe Leu Pro Leu Pro Gly Leu Pro Pro Ala Leu     370 375 380 Pro Glu Pro Pro Gly Ile Leu Ala Pro Gln Pro Pro Asp Val Gly Ser 385 390 395 400 Ser Asp Pro Leu Ser Met Val Gly Pro Ser Gln Gly Arg Ser Pro Ser                 405 410 415 Tyr ala ser              <210> 9 <211> 177 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 9 Asp Ser Ser Pro Leu Leu Gln Phe Gly Gly Gln Val Arg Gln Arg Tyr  1 5 10 15 Leu Tyr Thr Asp Asp Ala Gln Glu Thr Glu Ala His Leu Glu Ile Arg             20 25 30 Glu Asp Gly Thr Val Gly Gly Ala Ala His Gln Ser Pro Glu Ser Leu         35 40 45 Leu Glu Leu Lys Ala Leu Lys Pro Gly Val Ile Gln Ile Leu Gly Val     50 55 60 Lys Thr Ser Arg Phe Leu Cys Gln Lys Pro Asp Gly Ala Leu Tyr Gly 65 70 75 80 Ser Leu His Phe Asp Pro Glu Ala Cys Ser Phe Arg Glu Leu Leu Leu                 85 90 95 Glu Asp Gly Tyr Asn Val Tyr Gln Ser Glu Ala His Gly Leu Pro Leu             100 105 110 His Leu Pro Gly Asn Arg Ser Pro His Cys Asp Pro Ala Pro Gln Gly         115 120 125 Pro Ala Arg Phe Leu Pro Leu Pro Gly Leu Pro Pro Ala Leu Pro Glu     130 135 140 Pro Pro Gly Ile Leu Ala Pro Gln Pro Pro Asp Val Gly Ser Ser Asp 145 150 155 160 Pro Leu Ala Met Val Gly Pro Ser Gln Gly Arg Ser Pro Ser Tyr Ala                 165 170 175 Ser      <210> 10 <211> 406 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 10 Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Ala Ala Gly  1 5 10 15 Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met             20 25 30 Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His         35 40 45 Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val     50 55 60 His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr 65 70 75 80 Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly                 85 90 95 Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile             100 105 110 Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val         115 120 125 Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Glu Glu Met Thr Lys Asn Gln Val Ser     130 135 140 Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu 145 150 155 160 Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro                 165 170 175 Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val             180 185 190 Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met         195 200 205 His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser     210 215 220 Pro Gly Lys Gly Ser Asp Ser Ser Pro Leu Leu Gln Phe Gly Gly Gln 225 230 235 240 Val Arg Gln Arg Tyr Leu Tyr Thr Asp Asp Ala Cys Gln Thr Glu Ala                 245 250 255 His Leu Glu Ile Arg Glu Asp Gly Thr Val Gly Gly Ala Ala Asp Gln             260 265 270 Ser Pro Glu Ser Leu Leu Gln Leu Lys Ala Leu Lys Pro Gly Val Ile         275 280 285 Gln Ile Leu Gly Val Lys Thr Ser Arg Phe Leu Cys Gln Arg Pro Asp     290 295 300 Gly Thr Leu Tyr Gly Ser Leu His Phe Asp Pro Glu Ala Cys Ser Phe 305 310 315 320 Arg Glu Leu Leu Leu Glu Asp Gly Tyr Asn Val Tyr Gln Ser Glu Ala                 325 330 335 His Gly Leu Pro Leu His Leu Pro Cys Asn Arg Ser Pro His Arg Asp             340 345 350 Pro Ala Ser Arg Gly Pro Ala Arg Phe Leu Pro Leu Pro Gly Leu Pro         355 360 365 Pro Ala Leu Pro Glu Pro Pro Gly Ile Leu Ala Pro Gln Pro Pro Asp     370 375 380 Val Gly Ser Ser Asp Pro Leu Ala Met Val Gly Gly Ser Gln Ala Arg 385 390 395 400 Ser Pro Ser Tyr Ala Ser                 405 <210> 11 <211> 406 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 11 Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Ala Ala Gly  1 5 10 15 Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met             20 25 30 Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His         35 40 45 Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val     50 55 60 His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr 65 70 75 80 Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly                 85 90 95 Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile             100 105 110 Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val         115 120 125 Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Glu Glu Met Thr Lys Asn Gln Val Ser     130 135 140 Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu 145 150 155 160 Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro                 165 170 175 Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val             180 185 190 Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met         195 200 205 His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser     210 215 220 Pro Gly Lys Gly Ser Asp Ser Ser Pro Leu Leu Gln Phe Gly Gly Gln 225 230 235 240 Val Arg Gln Arg Tyr Leu Tyr Thr Asp Asp Ala Cys Gln Thr Glu Ala                 245 250 255 His Leu Glu Ile Arg Glu Asp Gly Thr Val Gly Gly Ala Ala Asp Gln             260 265 270 Ser Pro Glu Ser Leu Leu Gln Leu Lys Ala Leu Lys Pro Gly Val Ile         275 280 285 Gln Ile Leu Gly Val Lys Thr Ser Arg Phe Leu Cys Gln Lys Pro Asp     290 295 300 Gly Ala Leu Tyr Gly Ser Leu His Phe Asp Pro Glu Ala Cys Ser Phe 305 310 315 320 Arg Glu Leu Leu Leu Glu Asp Gly Tyr Asn Val Tyr Gln Ser Glu Ala                 325 330 335 His Gly Leu Pro Leu His Leu Pro Cys Asn Arg Ser Pro His Arg Asp             340 345 350 Pro Ala Ser Arg Gly Pro Ala Arg Phe Leu Pro Leu Pro Gly Leu Pro         355 360 365 Pro Ala Leu Pro Glu Pro Pro Gly Ile Leu Ala Pro Gln Pro Pro Asp     370 375 380 Val Gly Ser Ser Asp Pro Leu Ala Met Val Gly Gly Ser Gln Ala Arg 385 390 395 400 Ser Pro Ser Tyr Ala Ser                 405 <210> 12 <211> 419 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 12 Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Ala Ala Gly  1 5 10 15 Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met             20 25 30 Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His         35 40 45 Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val     50 55 60 His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr 65 70 75 80 Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly                 85 90 95 Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile             100 105 110 Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val         115 120 125 Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Glu Glu Met Thr Lys Asn Gln Val Ser     130 135 140 Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu 145 150 155 160 Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro                 165 170 175 Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val             180 185 190 Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met         195 200 205 His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser     210 215 220 Pro Gly Lys Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly 225 230 235 240 Gly Ser Asp Ser Ser Pro Leu Leu Gln Phe Gly Gly Gln Val Arg Gln                 245 250 255 Arg Tyr Leu Tyr Thr Asp Asp Ala Cys Gln Thr Glu Ala His Leu Glu             260 265 270 Ile Arg Glu Asp Gly Thr Val Gly Gly Ala Ala Asp Gln Ser Pro Glu         275 280 285 Ser Leu Leu Gln Leu Lys Ala Leu Lys Pro Gly Val Ile Gln Ile Leu     290 295 300 Gly Val Lys Thr Ser Arg Phe Leu Cys Gln Lys Pro Asp Gly Ala Leu 305 310 315 320 Tyr Gly Ser Leu His Phe Asp Pro Glu Ala Cys Ser Phe Arg Glu Leu                 325 330 335 Leu Leu Glu Asp Gly Tyr Asn Val Tyr Gln Ser Glu Ala His Gly Leu             340 345 350 Pro Leu His Leu Pro Cys Asn Arg Ser Pro His Arg Asp Pro Ala Ser         355 360 365 Arg Gly Pro Ala Arg Phe Leu Pro Leu Pro Gly Leu Pro Pro Ala Leu     370 375 380 Pro Glu Pro Pro Gly Ile Leu Ala Pro Gln Pro Pro Asp Val Gly Ser 385 390 395 400 Ser Asp Pro Leu Ala Met Val Gly Gly Ser Gln Ala Arg Ser Pro Ser                 405 410 415 Tyr ala ser              <210> 13 <211> 419 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 13 Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Ala Ala Gly  1 5 10 15 Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met             20 25 30 Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His         35 40 45 Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val     50 55 60 His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr 65 70 75 80 Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly                 85 90 95 Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro Ile             100 105 110 Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val         115 120 125 Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Glu Glu Met Thr Lys Asn Gln Val Ser     130 135 140 Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu 145 150 155 160 Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro                 165 170 175 Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val             180 185 190 Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met         195 200 205 His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser     210 215 220 Pro Gly Lys Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly 225 230 235 240 Gly Ser Asp Ser Ser Pro Leu Leu Gln Phe Gly Gly Gln Val Arg Gln                 245 250 255 Arg Tyr Leu Tyr Thr Asp Asp Ala Cys Gln Thr Glu Ala His Leu Glu             260 265 270 Ile Arg Glu Asp Gly Thr Val Gly Gly Ala Ala Asp Gln Ser Pro Glu         275 280 285 Ser Leu Leu Gln Leu Lys Ala Leu Lys Pro Gly Val Ile Gln Ile Leu     290 295 300 Gly Val Lys Thr Ser Arg Phe Leu Cys Gln Arg Pro Asp Gly Thr Leu 305 310 315 320 Tyr Gly Ser Leu His Phe Asp Pro Glu Ala Cys Ser Phe Arg Glu Leu                 325 330 335 Leu Leu Glu Asp Gly Tyr Asn Val Tyr Gln Ser Glu Ala His Gly Leu             340 345 350 Pro Leu His Leu Pro Cys Asn Arg Ser Pro His Arg Asp Pro Ala Ser         355 360 365 Arg Gly Pro Ala Arg Phe Leu Pro Leu Pro Gly Leu Pro Pro Ala Leu     370 375 380 Pro Glu Pro Pro Gly Ile Leu Ala Pro Gln Pro Pro Asp Val Gly Ser 385 390 395 400 Ser Asp Pro Leu Ala Met Val Gly Gly Ser Gln Ala Arg Ser Pro Ser                 405 410 415 Tyr ala ser             

Claims (31)

FGF21 변이체 및 Fc 영역을 포함하고, 여기서 FGF21 변이체는 전장 hFGF21 서열인 서열 1에 대해 Q55C, R105K, G148C, K150R, P158S, S195A, P199G 및 G202A의 돌연변이를 포함하는 것인 융합 단백질.A fusion protein comprising a FGF21 variant and an Fc region, wherein the FGF21 variant comprises mutations of Q55C, R105K, G148C, K150R, P158S, S195A, P199G and G202A for the full length hFGF21 sequence. FGF21 변이체 및 Fc 영역을 포함하고, 서열 11의 아미노산 서열을 포함하는 융합 단백질.A fusion protein comprising the FGF21 variant and the Fc region and comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 11. 제1항에 있어서, FGF21 변이체가 GS 링커에 의해 상기 Fc 영역에 융합되는 것인 융합 단백질.The fusion protein of claim 1, wherein the FGF21 variant is fused to said Fc region by a GS linker. 제1항에 있어서, Fc 영역이 LALA 돌연변이를 갖는 변형된 Fc 단편인 융합 단백질.The fusion protein of claim 1, wherein the Fc region is a modified Fc fragment having a LALA mutation. 제1항에 있어서, 서열 12의 아미노산 서열을 포함하는 융합 단백질.The fusion protein of claim 1, comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 12. 제1항에 있어서, Fc 영역이 링커를 통해 FGF21 변이체에 연결되는 것인 융합 단백질.The fusion protein of claim 1, wherein the Fc region is linked to a FGF21 variant via a linker. 제6항에 있어서, 링커가 1 내지 20개의 아미노산 길이인 융합 단백질.7. The fusion protein of claim 6, wherein the linker is 1-20 amino acids in length. 제6항 또는 제7항에 있어서, 링커가 글리신 및 세린 잔기를 포함하는 것인 융합 단백질.8. The fusion protein of claim 6 or 7, wherein the linker comprises glycine and serine residues. 제1항, 제3항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 융합 단백질의 Fc 영역이 변형된 Fc 단편인 융합 단백질.8. The fusion protein of any one of claims 1, 3, 6 and 7, wherein the Fc region of the fusion protein is a modified Fc fragment. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 융합 단백질을 포함하는, 환자에서 혈액 글루코스 저하, 인슐린 수준 저하, 트리글리세리드 수준 저하, 콜레스테롤 수준 저하, 간 지질 수준 감소, 간 트리글리세리드 수준 감소, 체중 감소, 글루코스 내성 개선 및 인슐린 감수성 개선으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 생물학적 활성을 달성하는데 사용하기 위한 제약 조성물.A blood glucose lowering, lowering insulin level, lowering triglyceride level, lowering cholesterol level, lowering liver lipid level, lowering liver triglyceride level, weight loss, in a patient comprising the fusion protein according to any one of claims 1-7. Pharmaceutical compositions for use in achieving one or more biological activities selected from the group consisting of improving glucose tolerance and improving insulin sensitivity. 제10항에 있어서, 상기 환자가 비만, 제1형 및 제2형 당뇨병, 인슐린 저항성, 고인슐린혈증, 글루코스 불내성, 고혈당증, 대사 증후군, 당뇨병 합병증, 위마비, 인슐린 수용체에서의 중증 불활성화 돌연변이와 연관된 장애, 비알콜성 지방간 질환 (NAFLD), 비알콜성 지방간염 (NASH) 및 다른 대사 장애로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 장애를 앓고 있는 것인 제약 조성물.11. The patient of claim 10, wherein the patient is associated with obesity, type 1 and type 2 diabetes, insulin resistance, hyperinsulinemia, glucose intolerance, hyperglycemia, metabolic syndrome, diabetes complications, gastric palsy, severe inactivation mutations in the insulin receptor. A pharmaceutical composition comprising one or more disorders selected from the group consisting of associated disorders, nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), nonalcoholic steatohepatitis (NASH) and other metabolic disorders. 제11항에 있어서, 상기 장애가 비만, 제2형 당뇨병, 이상지혈증, 비알콜성 지방간 질환 (NAFLD), 비알콜성 지방간염 (NASH) 또는 고혈당증인 제약 조성물.The pharmaceutical composition of claim 11, wherein the disorder is obesity, type 2 diabetes, dyslipidemia, nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), nonalcoholic steatohepatitis (NASH), or hyperglycemia. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 융합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드.A polynucleotide encoding the fusion protein of any one of claims 1 to 7. 제13항의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터.A vector comprising the polynucleotide of claim 13. 제13항의 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터, 또는
제13항의 폴리뉴클레오티드
를 포함하는 숙주 세포.
A vector comprising the polynucleotide of claim 13, or
The polynucleotide of claim 13
Host cell comprising a.
제15항의 숙주 세포를 사용하여 융합 단백질을 발현시키는 것을 포함하는, 융합 단백질을 생산하는 방법.A method of producing a fusion protein, comprising expressing the fusion protein using the host cell of claim 15. 제16항에 있어서, 융합 단백질을 정제하는 것을 추가로 포함하는 방법.The method of claim 16, further comprising purifying the fusion protein. 제1항 내지 제7항 중 어느 한에 따른 융합 단백질을 포함하는, 환자에서 대사 장애를 치료하는 방법에 사용하기 위한 제약 조성물.A pharmaceutical composition for use in a method of treating a metabolic disorder in a patient, comprising the fusion protein according to any one of claims 1 to 7. 제18항에 있어서, 대사 장애가 비만, 당뇨병, 이상지혈증, 비알콜성 지방간 질환 (NAFLD), 비알콜성 지방간염 (NASH) 또는 고혈당증인 제약 조성물.The pharmaceutical composition of claim 18, wherein the metabolic disorder is obesity, diabetes, dyslipidemia, nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), nonalcoholic steatohepatitis (NASH) or hyperglycemia. 제19항에 있어서, 대사 장애가 제2형 당뇨병인 제약 조성물.The pharmaceutical composition of claim 19, wherein the metabolic disorder is type 2 diabetes. 제19항에 있어서, 대사 장애가 비알콜성 지방간 질환 (NAFLD)인 제약 조성물.The pharmaceutical composition of claim 19, wherein the metabolic disorder is non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). 제19항에 있어서, 대사 장애가 비알콜성 지방간염 (NASH)인 제약 조성물.The pharmaceutical composition of claim 19, wherein the metabolic disorder is nonalcoholic steatohepatitis (NASH). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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